Auswertung zur Untersuchung von organischen ... · 2002/2003 und 2010 nicht immer direkt vergleichbar sind (die Untersuchungssamp-les unterscheiden sich z.T.). Auf Basis der Mittelwerte

Auswertung zur Untersuchung von organischen Spurenverunreinigungen in Belebt- und Klärschlämmen sowie in Abläufen kommunaler und

industrieller Kläranlagen in Hessen in den Jahren 2010/2011

Dr. André Leisewitz Öko-Recherche GmbH, Frankfurt/M.

Im Auftrag des Hessischen Landesamtes für Umwelt und Geologie, Wiesbaden

Frankfurt/M./Wiesbaden, November 2012

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Inhalt

ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................................................................... 4

1. DIE UNTERSUCHTEN KLÄRANLAGEN UND PARAMETER................................................................................... 4 2. DIE WICHTIGSTEN ERGEBNISSE ....................................................................................................................... 5

2.1 Belastungsrückgang bei Klärschlämmen vorherrschend ........................................................................ 5 2.2 Kläranlagen mit hoher Klärschlammbelastung bei mehreren Parametern ............................................. 6 2.3 Die 2010 zusätzlich beprobten kommunalen Kläranlagen meist mit geringerer Belastung .................... 7 2.4 Klärschlamm stärker belastet als Belebtschlamm ................................................................................... 8 2.5 Kaum Überschreitung von Zielvorgaben und Norm-Vorschlägen bei Klärschlämmen .......................... 8 2.6 Belastung der Kläranlagen-Abläufe (Wasser) ......................................................................................... 9 2.6 Überprüfung der KKA Bad Homburg und Eppertshausen als Punktquellen der Gewässerbelastung mit

einigen organischen Spurenstoffen ................................................................................................................ 9

VERZEICHNIS DER VERWENDETEN ABKÜRZUNGEN ........................................................................ 11

KAP. 01 AOX/TOC ............................................................................................................................................. 13

1. DIE AOX- UND TOC-ANALYSEN 2002/2003 UND 2010 ................................................................................ 13 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 13

2.1 AOX ....................................................................................................................................................... 13 2.2 TOC ....................................................................................................................................................... 13

3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 14 3.1 AOX-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Kläranlagen 2010 ........................... 14 3.2 AOX-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Kläranlagen 2010 ........................... 15 3.3 AOX: Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010 ............................................................................. 15 3.4 TOC-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Kläranlagen 2010 ........................... 16 3.5 TOC-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Kläranlagen 2010 ........................... 17 3.6 TOC: Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010 ............................................................................. 17

4. BEWERTUNG UND TREND .............................................................................................................................. 18 4.1 AOX ....................................................................................................................................................... 18 4.2 TOC ....................................................................................................................................................... 18

KAP. 02 POLYCHLORIERTE BIPHENYLE (PCB) ..................................................................................... 19

1. DIE 2002 UND 2010/2011 UNTERSUCHTEN PCB............................................................................................ 19 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002 ............................................................................................................................ 20 3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 UND 2011 ........................................................................................................... 20

3.1 Belastungshöhe im Klär- und Belebtschlamm 2010 .............................................................................. 20 3.2 Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010 ....................................................................................... 21 3.3 KKA Bad Homburg 2011 ....................................................................................................................... 22

4. BEWERTUNG UND TREND .............................................................................................................................. 22

KAP. 03 AROMATISCHE UND ANDERE CHLORKOHLENWASSERSTOFFE

(„CHLORAROMATEN“) .................................................................................................................................. 24

1. DIE 2002/2003 UND 2010 UNTERSUCHTEN AROMATISCHEN UND ANDEREN CKW ........................................ 24 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 25

2.1 Chlorbenzole und Chlortoluole 2002/2003 ........................................................................................... 25 2.2 Nichtaromaten ....................................................................................................................................... 26

3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 26 3.1 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Kläranlagen 2010 .................................... 26 3.2 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Kläranlagen 2010..................................... 29 3.3 Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010 ....................................................................................... 32


KAP. 04 CHLORPHENOLE ............................................................................................................................. 35

1. DIE 2002/2003 UND 2010 UNTERSUCHTEN CHLORPHENOLE ......................................................................... 35 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 35 3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 36

3.1 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm der industriellen Kläranlagen I13 und I21 2010 .......... 36 3.2 Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010 ....................................................................................... 37

3


KAP. 05 POLYZYKLISCHE AROMATISCHE KOHLENWASSERSTOFFE (PAK) .............................. 38

1. DIE 2002/2003 UND 2010 UNTERSUCHTEN POLYZYKLISCHEN AROMATISCHEN KOHLENWASSERSTOFFE (PAK)

.......................................................................................................................................................................... 38 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 39 3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 39

3.1 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Kläranlagen 2010 .................................... 39 3.2 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Kläranlagen 2010..................................... 41 3.3 Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010 ....................................................................................... 42


KAP. 06 ZINNORGANIKA ............................................................................................................................... 44

1. DIE 2002/2003 UND 2010 UNTERSUCHTEN ZINNORGANIKA .......................................................................... 44 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 44 3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 45



KAP. 07 ALKYLPHENOLE .............................................................................................................................. 52

1. DIE 2002/2003 UND 2010 UNTERSUCHTEN ALKYPHENOLE ........................................................................... 52 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 52 3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 53



KAP. 08 POLYBROMIERTE DIPHENYLETHER (PBDE) ......................................................................... 58

1. DIE 2002/2003 UND 2010 UNTERSUCHTEN PBDE ......................................................................................... 58 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2002/2003 ................................................................................................................... 59 3. DIE ERGEBNISSE FÜR 2010 ............................................................................................................................ 60



KAP. 09 ORGANISCHE SPURENVERUNREINIGUNGEN IN DEN KLÄRANLAGENABLÄUFEN

(WASSER) ........................................................................................................................................................... 65

1. DIE 2011 IM ABLAUF (WASSER) DER 15 KOMMUNALEN UND 6 INDUSTRIELLEN KLÄRANLAGEN

UNTERSUCHTEN STOFFE .................................................................................................................................... 65 2. DIE ERGEBNISSE FÜR 2011 ............................................................................................................................ 66 4. BEWERTUNG UND TREND .............................................................................................................................. 69

4.1 AOX im Kläranlagenablauf ................................................................................................................... 69 4.2 Sonstige organische Spurenverunreinigungen im Kläranlagenablauf .................................................. 70

KAP. 10: SCHWEBSTOFFBELASTUNG MIT PCB, PAK UND ZINNORGANIKA IN DEN

VORFLUTERN DER KOMMUNALEN KLÄRANLAGEN BAD HOMBURG UND EPPERTSHAUSEN

UND DER BEITRAG DER BEIDEN KLÄRANLAGEN ............................................................................... 71

1. SCHWEBSTOFFBELASTUNG IM VORFLUTER VOR UND NACH KKA-ABLAU .................................................... 71 1.1. Anmerkung zum Vergleich der Schwebstoffbelastung vor und nach KKA-Ablauf ................................ 71 1.2 Gibt es eine Korrelation zwischen Klärschlamm- und Schwebstoff-Belastung bei PCB, PAK und

Zinnorganika? ............................................................................................................................................. 72 2. DIE BELASTUNG IM ESCHBACH UND DER POTENTIELLE BEITRAG DER KKA BAD HOMBURG ....................... 73 3. DIE BELASTUNG IM HEGWALDBACH UND DER POTENTIELLE BEITRAG DER KKA EPPERTSHAUSEN ............. 75

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Zusammenfassung In Fortführung der „Orientierenden Messungen“ 1 aus den Jahren 1991-2003 hat das Hessische Landesamt für Umwelt und Geologie für die Jahre 2010 und 2011 weitere Untersuchungen zur Belastung von Belebt- und Klärschlämmen sowie Abläufen (Wasser) kommunaler und industrieller Kläranlagen in Hessen mit organischen Spu-renstoffen durchgeführt. Über die Ergebnisse dieser Analysen wird hier berichtet.

1. Die untersuchten Kläranlagen und Parameter

Die im folgenden auszuwertenden Belastungsdaten zu 8 Parameter-Gruppen stam-men von 9 „alten“ kommunalen Kläranlagen, für die entsprechende Klärschlammda-ten auch aus den Jahren 2002 und 2003 verfügbar sind, und von weiteren 6 bisher nicht beprobten kommunalen Kläranlagen. Dazu kommen Befunde aus 6 industriel-len Kläranlagen, für die die entsprechenden Klärschlammdaten aus den Jahren 2002/2003 ebenfalls verfügbar sind. Die Belebtschlämme wurden 2010 erstmals un-tersucht. Die Analysedaten zu den Belebt- und Klärschlämmen aus dem Jahr 2010 betreffen folgende 8 Parameter-Gruppen:

AOX und TOC (15 KKA, 6 IKA)

Polychlorierte Biphenyle (5 „zusätzliche“ KKA, 1 KKA auch 2011 beprobt; bei IKA nicht untersucht)

Aromatische und andere Chlorkohlenwasserstoffe (15 KKA, 6 IKA)

Chlorphenole (bei KKA nicht untersucht, 2 IKA)

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (14 KKA, 6 IKA)

Zinnorganika (15 KKA, 6 IKA)

Alkylphenole (15 KKA, 6 IKA)

Polybromierte Diphenlyether (15 KKA, 6 IKA). Da die PCB nur bei ausgewählten KKA und die Chlorphenole nur bei ausgewählten IKA analysiert wurden, geht es bei beiden Kläranlagengruppen um jeweils 7 Parame-tergruppen. Die Ergebnisse werden in den Kapiteln 01-08 dargestellt. Darüber hinaus wurden im Jahr 2011 folgende 11 Parameter-Gruppen im Ablauf-Wasser der 15 kommunalen und 6 industriellen Kläranlagen bestimmt:

AOX

Aromatische Kohlenwasserstoffe

Aliphatische Halogenkohlenwasserstoffe

1 Vgl. Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie (Hrg.), Orientierende Messungen gefährl i-

cher Stoffe. Landesweite Untersuchungen auf organische Spurenverunreinigungen in hessischen Fließgewässern, Abwässern und Klärschlämmen. Zusammenfassender Abschlußbericht 1991-2003. Autorenkollektiv: André Leisewitz, Silvia Fengler, Peter Seel [Wiesbaden 2009] (im Folgenden z itiert als HLUG 2009). Siehe: http://www.hlug.de/start/wasser/fliessgewaesser-chemie/spurenstoffe/weitere-spurenstoffe/orientierende-messungen-gefaehrlicher-stoffe-in-wasser-schwebstoff-abwasser-und-klaerschlamm.html

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Chlorpestizide

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe

Phthalate

Polybromierte Diphenylether

Chlorphenole

Aromatische und andere Chlorkohlenwasserstoffe

Alkylphenole

Dinitrophenole. Über die entsprechenden Befunde wird in Kap. 09 berichtet. Für zwei kommunale Kläranlagen können darüber hinaus Messdaten zur Schweb-stoffbelastung in ihren Vorflutern vor und nach KKA-Ablauf ausgewertet werden. Dies betrifft

PCB,

PAK und

Zinnorganika. Anhand dieser Daten kann der jeweilige Beitrag der Kläranlage zur Vorfluter-Belastung mit den entsprechenden Kontaminanten abgeschätzt werden. Die Ergeb-nisse finden sich im Kapitel 10. In den jeweiligen Kapiteln werden neben den Untersuchungsergebnissen zu den Be-lebt- und Klärschlämmen (2010) und zu den Kläranlagen-Abläufen (2011) auch die Daten zu den Klärschlamm- und Ablauf-Belastungen aus den Jahren 2002/2003 vor-gestellt. Dies erlaubt es, Trends bei der Klärschlammbelastung festzustellen. Die Bewertung der Ergebnisse für 2010/2011 erfolgt anhand der gültigen Zielwerte und Norm-Vorschläge, die auch schon bei der Untersuchung der Befunde aus den Jah-ren 2002/2003 herangezogen wurden.

2. Die wichtigsten Ergebnisse

2.1 Belastungsrückgang bei Klärschlämmen vorherrschend

Mit einer gewissen Vorsicht können Aussagen zur Entwicklung der Belastung bei den einzelnen Parametern für die kommunalen und die industriellen Kläranlagen (Klär-schlämme) gemacht werden. Zu berücksichtigen bleibt, dass die Entwicklung bei den einzelnen Kläranlagen (z.T. sehr) unterschiedlich verläuft und dass die Daten für 2002/2003 und 2010 nicht immer direkt vergleichbar sind (die Untersuchungssamp-les unterscheiden sich z.T.). Auf Basis der Mittelwerte für die untersuchten Kläranlagen aus den Jahren 2002/2003 und 2010 ergibt sich folgendes Bild der Klärschlammbelastung (Tab. 1): Bei den kommunalen Klärschlämmen dominiert eine mehr oder weniger deutliche Belastungsminderung. Dies gilt jedoch nicht für jede Kläranlage und alle Parameter. Bei den industriellen Kläranlagen sind die Klärschlämme 2010 zumeist ebenfalls

6

deutlich weniger stark belastet, doch treten auch einige Fälle drastischer Belastungs-zunahme auf. Die Details sind den Kapiteln 01 bis 08 zu entnehmen.

Tab. 1: Belastungsentwicklung des Klärschlamms nach Parametern bei kommuna-len und industriellen Kläranlagen (Vergleich 2002/2003 und 2010) Parameter Kommunale Kläranlagen Industrielle Kläranlagen

01 AOX k.A.1 Verminderung um ca. 2/3

01 TOC unverändert unverändert

02 PCB Verminderung um ca. 50 Prozent2 k.A.

3

03 Chloraromaten unverändert bzw. leichte Verminde-rung

unverändert bzw. deutliche Vermin-derung

04 Chlorphenole k.A.3 deutliche Verminderung

4

05 PAK (EPA-PAK) Verminderung um ca. 20 Prozent leichte bis deutliche Verminderung

06 Zinnorganika Verminderung um ca. 20 Prozent unverändert; in einem Fall drastischer Anstieg

07 Alkylphenole Verminderung um mehr als 50 Pro-zent

Verminderung; in einem Fall drasti-scher Anstieg

08 PBDE Verminderung um ca. 20 Prozent; in einem Fall drastischer Anstieg

deutliche Verminderung

1 Für 2002/2003 keine Daten verfügbar;

2 Vorbehalt: nur bedingt vergleichbar, da 2010 nur 5 „zusätzli-

che“ KKA untersucht wurden; 3 2010 wurden keine KKA untersucht;

4 Daten für zwei IKA.

2.2 Kläranlagen mit hoher Klärschlammbelastung bei mehreren Parame-tern

Bei den kommunalen Kläranlagen fallen vier KKA auf, die eine deutlich über dem Mittelwert aller KKA liegende Klärschlammbelastung bei wenigstens 3 der 7 bei den KKA untersuchten Parametergruppen aufweisen (Belastung >150 Prozent vom MW). Dies sind (in Klammern die betreffenden Parametergruppen):

KKA Bad Homburg (Chloraromaten, Zinnorganika, Alkylphenole)

KKA Dietzenbach (Chloraromaten, Alkylphenole, PBDE)

KKA Fulda/Gläserzell (Chloraromaten, Alkylphenole, PBDE)

KKA Hanau (AOX, Chloraromaten, PBDE) Bei den industriellen Kläranlagen zeigen sich – wie auch in den früheren Jahren – deutliche und z.T. extreme Belastungsunterschiede. Zwei Kläranlagen (I11 und I12) weisen bei wenigstens 3 Parametergruppen sehr hohe Belastungen auf:

I11 (AOX, Chloraromaten, Zinnorganika)

I12 (AOX, Chloraromaten, PAK) Sehr hohe Belastungen zeigen sich auch bei I21 (TOC, PBDE), I41 (Zinnorganika, Alkylphenole) und I31 (Zinnorganika, PBDE). Ohne entsprechende „Auffälligkeiten“ ist nur die IKA I13.

7

2.3 Die 2010 zusätzlich beprobten kommunalen Kläranlagen meist mit geringerer Belastung

Die Klärschlammbelastung ist i.d.R. bei den „alten“, d.h. den 2002/2003 und 2010 beprobten kommunalen Kläranlagen höher als bei den „zusätzlichen“, 2010 erstmals untersuchten Kläranlagen. Bezugsgröße ist der jeweilige Mittelwert für alle kommu-nalen Kläranlagen. Dies gilt für TOC, Chloraromaten, PAK, Zinnorganika und PBDE und trifft nur auf die Belastung mit AOX und mit Alkylphenolen nicht zu, die im Klär-schlamm bei den „zusätzlichen“ KKA höher ist als bei den „alten“ KKA. (Vgl. Tab. 2)

Tab. 2: Vergleich der Belastung von „alten“ und „zusätzlichen“ kommunalen Kläran-lagen 2010 im Klärschlamm

Parameter Mittelwert aller KKA

(µg/kg TS) Mittelwert „alte“ KKA

(µg/kg TS) Mittelwert „zusätzli-che“ KKA (µg/kg TS)

01 AOX 255.000 210.000 323.000

01 TOC 269.000 281.000 251.000

02 PCB k.A.1 k.A.

1 81,8

03 Chloraromaten 79,7 87,0 68,7

04 Chlorphenole k.A.2 k.A.

2 k.A.

2

05 PAK (EPA-PAK) 4.384 5.291 2.752

06 Zinnorganika 361,5 382,8 329,4

07 Alkylphenole 5.577 5.435 5.764

08 PBDE 1.453 2.255 249,8 1 2010 wurden nur 5 „zusätzliche“ KKA beprobt;

2 2010 nicht erfasst.

Vgl. Tab. 01/1, 01/3, 02/1, 03/2, 05/1, 06/1, 07/2 und 07/3, 08/3; grau unterlegt: höhere Belastung im Vergleich von „alten“ und „zusätzlichen“ KKA.

Beim Belebtschlamm ist die Belastung der „alten“ KKA ebenfalls meist höher als bei den „zusätzlichen“ KKA. Dies gilt für AOX, Chloraromaten, PAK und PBDE. Bei TOC, Zinnorganika und Alkylphenole ist dagegen die Belastung der Belebtschlämme der „zusätzlichen“ KKA größer. (Bezugsgröße auch hier der Mittelwert aller KKA; vgl. Tab. 3)

Tab. 3: Vergleich der Belastung von „alten“ und „zusätzlichen“ kommunalen Kläran-lagen 2010 im Belebtschlamm

Parameter Mittelwert aller KKA

(µg/kg TS) Mittelwert „alte“ KKA

(µg/kg TS) Mittelwert „zusätzli-che“ KKA (µg/kg TS)

01 AOX 227.000 288.000 136.000

01 TOC 260.000 250.000 276.000

02 PCB k.A.1 k.A.

1 50,7

03 Chloraromaten 256 417 14,3


2 k.A.

2

05 PAK (EPA-PAK) 2.018 2.487 1.172

06 Zinnorganika 311 301 326

07 Alkylphenole 511 494 537

08 PBDE 766 1.178 147 1 2010 wurden nur 5 „zusätzliche“ KKA beprobt;

2 2010 nicht erfasst.

Vgl. Tab. 01/1, 01/3, 02/1, 03/2, 05/1, 06/1, 07/2 und 07/3, 08/3. grau unterlegt: höhere Belastung im Vergleich von „alten“ und „zusätzlichen“ KKA.

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2.4 Klärschlamm stärker belastet als Belebtschlamm

Für die einzelnen Parametergruppen kann die Belastung im Belebtschlamm und Klärschlamm verglichen werden. Tab. 4 gibt für alle KKA sowie für die „alten“ und die „zusätzlichen“ KKA getrennt das Verhältnis von Klärschlamm- zu Belebtschlamm-Belastung (KS/BS in Prozent) an. Bezugsgröße ist auch hier der MW aller KKA der jeweiligen Gruppe; die z.T. beachtlichen Unterschiede zwischen den einzelnen KKA werden dabei verdeckt. Ist dieses Verhältnis größer 100 Prozent, so ist die Spuren-stoff-Konzentration im Klärschlamm größer als im Belebtschlamm, es erfolgt in die-sem Fall mithin eine weitere Abreicherung der Kontaminanten im Belebtschlamm. Tabelle 4 zeigt, dass nur in einem Fall der Klärschlamm eindeutig schwächer belastet ist als der Belebtschlamm (grau unterlegt: AOX bei den „alten“ KKA). Sonst ist der Klärschlamm ähnlich stark (+/-20 Prozent) belastet wie der Belebtschlamm (kursiv, 8 Fälle) oder stärker belastet als der Belebtschlamm (13 Fälle).2 Es sei jedoch betont, dass es insbesondere bei den Chloraromaten und den Alkylphenolen ausgeprägte Unterschiede im KS/BS-Verhältnis zwischen den einzelnen KKA gibt (vgl. Tab. 03/2, Tab. 07/2 und Tab. 07/3)

Tab. 4: Vergleich der Belastung von Belebt- und Klärschlamm der kommunalen Kläranlagen 2010 (KS/BS [%])

Parameter alle KKA

KS/BS (%) „alte“ KKA KS/BS (%)

„zusätzliche“ KKA KS/BS (%)

01 AOX 112,3 72,9 237,5

01 TOC 103,6 112,7 91,1

02 PCB k.A.1 k.A.

1 122,8

03 Chloraromaten3 115,6 82,1 480,8


2 k.A.

2

05 PAK (EPA-PAK) 217,3 212,7 234,9

06 Zinnorganika 116,2 127,1 101,0

07 Alkylphenole 1.091,4 1.104,0 1.073,4

08 PBDE 189,7 191,4 169,4 1 2010 wurden nur 5 „zusätzliche“ KKA beprobt;

2 2010 nicht erfasst;

3 ohne KKA Ffm.-Niederrad (ext-

remer „Ausreißer“). Berechnet nach Tab. 01/1, 01/3, 02/1, 03/2, 05/1, 06/1, 07/2 und 07/3, 08/3

2.5 Kaum Überschreitung von Zielvorgaben und Norm-Vorschlägen bei Klärschlämmen

Abgesehen von den Grenzwerten der Klärschlamm-Verordnung (AbfKlärV) für AOX und PCB gibt es keine Grenzwerte für in dieser Studie behandelte Kontaminanten in kommunalem Klärschlamm. Diese Grenzwerte gelten zudem nicht für industrielle Klärschlämme. Zur Bewertung der Belastungshöhe der gefundenen Spurenstoffe werden daher, wie auch in HLUG 2009 praktiziert, zusätzlich verschiedene Norm-Vorschläge für Klärschlammbelastung herangezogen.3 Diese Vorgaben können zu-

2 Bei den Chloraromaten wurde die KKA Frankfurt/M.-Niederrad nicht berücksichtigt, da sie auf Grund

einer extrem hohen Belebtschlamm-Belastung (Ausreißer) die Relation verzerrt (vgl. Tab. 03/2). 3 Die Zielvorgaben und Norm-Vorschläge werden in den einzelnen Kapiteln angeführt. Die Frage, ob

diese z.T. schon älteren Zielwerte ihrer Höhe nach auch heute angemessen sind, wird hier nicht disku-tiert.

9

mindest hilfsweise auch für die Beurteilung der Belastung der industriellen Klär-schlämme dienen. Für eine Reihe von Stoffen gibt es jedoch keine vergleichbaren Zielvorgaben beim Klärschlamm (TOC; Chlorphenole; PBDE). Es steht in Übereinstimmung mit dem Trend der Belastungsverminderung bei den kommunalen Klärschlämmen (siehe oben, Abschnitt 2.1), dass 2010 Überschreitun-gen von Zielvorgaben kaum zu konstatieren waren (einmal AOX – KKA Heusenstamm; einmal Benzo(a)pyren – KKA Gießen). Anders bei den industriellen Klärschlämmen. Bei allen Parametergruppen kommen Klärschlammbelastungen bei einzelnen IKA vor, die weit über den genannten Zielvorgaben liegen (AOX: I11, I12; Chloraromaten: I12; PAK: I12; Zinnorganika: I41; Alkylphenole: I41).

2.6 Belastung der Kläranlagen-Abläufe (Wasser)

2011 wurden die Abläufe von 15 KKA und 6 IKA auf organische Kontaminanten über-prüft. Die Analyse ergab Folgendes (Kap. 09): Das 2011 beprobte Ablauf-Wasser der 9 KKA, für die Vergleichswerte aus 2002 vor-liegen, zeigte beim AOX-Gehalt gegenüber 2002 durchgehend erhöhte Werte (8 von 9 KKA; vgl. Tab. 09/3). Ein Trendvergleich mit dem Klärschlamm ist wegen fehlender Werte aus 2002/2003 nicht möglich. Bei den 6 IKA konnte in vier Fällen eine Minderung des AOX-Gehaltes festgestellt werden. In zwei Fällen war der AOX-Gehalt erhöht (einmal um das Sechsfache, IKA 41). Bei den IKA, für die ein solcher Vergleich – anders als bei den KKA – möglich ist, steht dem insgesamt rückläufigen AOX-Gehalt im Klärschlamm eine Zunahme beim AOX-Gehalt im Ablaufwasser (Summe der AOX-Gehalte aller IKA-Abläufe) ge-genüber, die durch den hohen Wert bei einer IKA verursacht wurde. Beim AOX wurden für Oberflächengewässer geltende Zielwerte von LAWA und IKSE bzw. IKSR (50 bzw. 25 µg/L) von allen IKA und, je nach Höhe, von zwei Drittel bzw. allen KKA überschritten. Sonstige organische Spurenverunreinigungen konnten im Ablaufwasser nur in weni-gen Einzelfällen nachgewiesen werden. Für die Kläranlagenabläufe nicht verbindli-che Zielvorgaben für Oberflächengewässer wurden im Fall von Octylphenol bei einer KKA und bei zwei IKA geringfügig überschritten; dazu kommen in vier weiteren Fäl-len Überschreitungen von Zielvorgaben für Oberflächengewässer bei IKA (je einmal bei HCH, Trichlormethan, Fluoranthen und Trichlorbenzolen). Trendaussagen sind hier nicht möglich, da Vergleichsdaten fehlen.

2.6 Überprüfung der KKA Bad Homburg und Eppertshausen als Punkt-quellen der Gewässerbelastung mit einigen organischen Spurenstoffen

Die Auswertung der Messdaten zur Schwebstoffbelastung vor und nach den KKA Bad Homburg und Eppertshausen (Vorfluter: Eschbach bzw. Hegwaldbach) mit PCB, PAK und Zinnorganika (vgl. Kap. 10) verweist darauf, dass die KKA Bad Homburg bei zinnorganischen Verbindungen deutlich zur Gewässerbelastung beiträgt, wäh-rend die Einträge von PCB und PAK im Vergleich zur Schwebstoffbelastung im Ge-

10

wässer vor Kläranlage schwächer sind. Die Schwebstoffdaten für den Hegwaldbach ergeben bei PCB und Zinnorganika eine deutliche Zusatzbelastung durch die KKA Eppertshausen, während die PAK-Belastung des Vorfluters durch den Kläranlagen-zulauf offenbar nicht gesteigert wird.

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Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen AbfKlärV Klärschlamm-Verordnung Abschn. Abschnitt AOX Gesamtmenge der an Aktivkohle adsorbierbaren organischen Halogen-

verbindungen BDE Bromierte(r) Diphenylether BG Bestimmungsgrenze BS Belebtschlamm bzw. beziehungsweise ca. circa (zirka) CKW Chlorierte Kohlenwasserstoffe DCB Dichlorbenzol(e) DIN Deutsches Institut für Normung e.V. EG Europäische Gemeinschaft EPA US Environmental Protection Agency, Washington, DC Ffm Frankfurt am Main g Gramm GC/MS Gaschromatographie/Massenspektrometrie HCB Hexachlorbenzol HCH Hexachlorcyclohexan HLUG Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie, Wiesbaden i.d.R. in der Regel IKA Industrielle Kläranlage(n) IKSE Internationale Kommission zum Schutz der Elbe IKSR Internationale Kommission für den Schutz des Rheins Kap. Kapitel k.A. keine Angabe kg Kilogramm KKA Kommunale Kläranlage KS Klärschlamm L Liter LAWA Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LOQ Limit of quantitation max. maximal mg Milligramm MW Mittelwert(e) µg Mikrogramm

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n Anzahl nn nicht nachweisbar n.v. nicht vorhanden o.a. oben angeführt obh. oberhalb OZV Organozinnverbindung(en) PAK Polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen PBDE Polybromierte Diphenylether PCB Polychlorierte Biphenyle RoHS Restriction on Hazardous Substances (Richtlinie 2002/95/EG) S. Seite(n) s.u. siehe unten Tab. Tabelle TCB Trichlorbenzol(e) TEQ Toxizitäts-Equivalent (Toxizitäts-Äquivalent) TetraCB Tetrachlorbenzol TetraCP Tetrachlorphenol(e) TOC Total Organic Carbon, organisch gebundener Kohlenstoff TriCB Trichlorbenzol(e) TriCP Trichlorphenol(e) u.a. und andere Übers. Übersicht UQN Umweltqualitätsnorm (Environmental Quality Standard) vgl. vergleiche VO Verordnung WRRL Wasserrahmenrichtlinie, 2000/60/EG z.B. zum Beispiel z.T. zum Teil

13

Kap. 01 AOX/TOC

1. Die AOX- und TOC-Analysen 2002/2003 und 2010

Daten zum AOX (Gesamtmenge der an Aktivkohle adsorbierbaren organischen Ha-logenverbindungen) in Klärschlämmen liegen für 2002/2003 nur zu industriellen Klär-anlagen (n = 6) vor. Für TOC (Total Organic Carbon, organisch gebundener Kohlen-stoff) gibt es sowohl Daten zu kommunalen (n = 9) wie zu industriellen Kläranlagen (2002: 6, 2003: 5) (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.01). Für 2010 wurden AOX und TOC im Klär- und Belebtschlamm bei 15 KKA und 6 IKA bestimmt.

2. Die Ergebnisse für 2002/2003

2.1 AOX

Klärschlämme KKA: Hier liegen für 2002/2003 keine Daten vor. In früheren Jahren (1994/1996) wurden AOX-Werte im Klärschlamm kommunaler Kläranlagen in der Größenordnung von 138 bis 775 mg/kg TS gemessen.

Klärschlämme IKA: Bei den 2002/2003 beprobten sechs industriellen Kläranlagen (IKA) erreichte der AOX-Gehalt von vier IKA Werte zwischen 151 und 584 mg/kg TS (2002) und zwischen 173 und 231 mg/kg TS im Jahr 2003. Diese Werte lagen in der Größenordnung der in frü-heren Jahren bei KKA bestimmten Gehalte. Bei den zwei am stärksten belasteten IKA (I11 und I12) waren die Konzentrationen – offenbar eine Folge der Produktionspalette der Betriebe, also produktionsbedingt – deutlich höher. Sie betrugen bei I11 in beiden Jahren 1.520 bzw. 966 mg/kg TS und bei I12 3.090 und 3.330 mg/kg TS.

2.2 TOC

Klärschlämme KKA: Der TOC im Klärschlamm von 9 KKA wurde 2002 mit Werten zwischen 17,5 Prozent (Kassel) und 39,5 Prozent (Frankfurt/M.-Sindlingen) sowie 2003 mit 32,2 Prozent (Limburg) bis 46,7 Prozent (Frankfurt/M.-Sindlingen) bestimmt (Mittelwerte: 26,4 bzw. 36,1 Prozent).

Klärschlämme IKA: Bei den 6 bzw. 5 IKA lagen die TOC-Konzentrationen 2002 zwischen 5,6 und 29,3 Prozent, 2003 zwischen 9,1 und 30 Prozent. Die Mittelwerte lauteten 17,1 und 19,7 Prozent.

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3. Die Ergebnisse für 2010

3.1 AOX-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Klär-anlagen 2010

Tabelle 01/1 gibt die AOX-Werte für die 15 KKA 2010 wieder. Sie lässt erkennen:

Im Belebtschlamm reicht die Spanne der Werte von 96 mg/kg TS (Bad Homburg) bis zu 685 mg/kg TS (Hanau). Der Streuungsfaktor (größter Wert in Prozent des kleinsten Wertes) beträgt damit 7,1.

Der Mittelwert über alle KKA liegt bei 227 mg/kg TS. Bei 7 der 13 KKA, für die hier Werte gemessen wurden, ist der Wert größer, bei 6 geringer.

Mit Ausnahme der KKA Hanau gibt es keine KKA, die aus der Reihe der relativ gleichmäßig ansteigenden Werte herausfällt. Es ist zwischen den KKA also mit Ausnahme der KKA Hanau keine besondere Abstufung zu beobachten.

Der Mittelwert der 2010 erstmals in das Untersuchungssample aufgenommenen KKA („zusätzliche KKA“) ist mit 136 mg/kg TS deutlich geringer als jener, der für die bei sonstigen Parametern auch 2002/2003 untersuchten KKA („alte KKA„) be-stimmt werden kann (288 mg/kg TS).

Tab. 01/1: AOX-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010

Konzentration (mg/kg TS)

Kommunale Kläranlage Belebtschlamm

Klärschlamm

Belastungs-vergleich KS/BS (%)

Bad Homburg 96 68 70,8 Oberursel/Weißkirchen k.A. 150 Eppertshausen 140 210 150,0 Rodgau/Weiskirchen 260 320 123,1 Heusenstamm 180 960 533,3 Dietzenbach 140 230 164,3 Darmstadt, Zentralkläranlage 210 200 95,2 Frankfurt am Main / Niederrad/Griesheim 350 150 42,9 Frankfurt am Main / Sindlingen, Klärwerk k.A. 91 Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 150 180 120,0 Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 290 290 100,0 Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 685 450 65,7 Kassel / Wolfsanger, Klärwerk 240 220 91,7 Limburg a. d. Lahn / Staffel, Klärwerk 280 120 42,9 Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 390 190 48,7 Mittelwert alle KKA 227 255 112.3 Mittelwert „zusätzliche“ KKA 136 323 237.5 Mittelwert „alte“ KKA 288 210 72.9 Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden. * MW einer Doppelmessung

Beim Klärschlamm beträgt der Mittelwert (MW) aller KKA 255 mg/kg TS.

Der MW für die „neuen“ KKA ist – anders als beim Belebtschlamm – höher (323 mg/kg TS), der MW für die „alten“ KKA dagegen mit 210 mg/kg TS niedriger.

15

Die KKA Heusenstamm weist mit 960 mg/kg TS den Höchstwert der AOX-Belastung auf. Die niedrigste Konzentration wurde wiederum in Bad Homburg gemessen. Der Streuungsfaktor beträgt 14,1, ist also größer als im Belebtschlamm.

3.2 AOX-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Klär-anlagen 2010

Die Höhe des AOX-Gehaltes im Belebt- und Klärschlamm der 6 industriellen Kläran-lagen im Jahr 2010 kann der Tabelle 01/2 entnommen werden.

Tab. 01/2: AOX-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010


Industrielle Kläranlage Belebtschlamm

Klärschlamm


I21 440 440 100,0 I13 180 59 32,8 I11 290 940 324,1 I31 230 380 165,2 I41* 41 210 512,2 I12 1.100 710 64,5 * MW einer Doppelmessung

Im Belebtschlamm weist I41 einen relativ niedrigen AOX-Gehalt (41 mg/kg TS) auf. Der AOX-Gehalt im Belebtschlamm der IKA I21, I13, I11 und I31 liegt in der Größenordnung der KKA (180-440 mg/kg TS), während er bei I12 deutlich darü-ber liegt.

Beim Klärschlamm sind die Werte im Vergleich zu den KKA etwas angehoben. Abgesehen von I13 (59 mg/kg TS) liegen sie im Korridor von 210 bis 940 mg/kg TS. Der Höchstwert findet sich bei I11[mit 940 mg/kg TS].

Im Vergleich zu 2002/2003 sind die Klärschlammwerte für 2010 um etwa zwei Drittel erniedrigt: Sie lagen 2002/2003 zwischen 151 und 3.330 mg/kg TS. 2010 wurden 59 bis 940 mg/kg TS gemessen.

2002/2003 wie 2010 waren I11 und I12 die Spitzenreiter.

3.3 AOX: Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010

Im Schnitt sind die KS-Werte gegenüber den BS-Werten höher. Dies gilt für die KKA ebenso wie für die IKA. Bei den KKA hatten sich aber gegenläufige Tendenzen bei den einzelnen KKA gezeigt, die auch darin ihren Ausdruck fanden, dass bei den „zu-sätzlichen“ KKA eine Anreicherung im KS, bei den „alten“ KKA dagegen eine Abreicherung zu beobachten ist. Auch bei den IKA ist die Tendenz nicht einheitlich. Bei zwei IKA (I13 und I12) mit sehr unterschiedlichem Belastungsniveau ist der KS-Wert gegenüber dem BS-Wert erniedrigt; bei zwei anderen (I11 und I41) dagegen erhöht. Bei I21 ist die Konzentration gleich groß.

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3.4 TOC-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Klär-anlagen 2010

Die TOC-Daten für die 15 KKA sind in Tabelle 01/3 zusammengefasst. Hier ergibt sich:

Beim Belebtschlamm reicht die Spanne der TOC-Gehalte von 211.754 (Gießen) bis zu 325.160 mg/kg TS (Rodgau/Weiskirchen). Der Streuungsfaktor beträgt 1,5. Die Werte liegen also recht dicht beieinander.

Als Mittelwert über alle KKA ergibt sich 260.119 mg/kg TS. Bei den erst 2010 ins Untersuchungssample aufgenommenen 6 KKA liegt der Mittelwert etwas höher (275.697 mg/kg TS), bei den „alten“ KKA etwas niedriger (249.734 mg/kg TS).

Eine signifikante Abstufung der Konzentrationswerte zwischen den KKA gibt es nicht.

Tab. 01/3: TOC-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010



Klärschlamm


Bad Homburg 268.096 236.267 88,1 Oberursel/Weißkirchen 240.597 248.810 103,4 Eppertshausen 284.208 323.399 113,8 Rodgau/Weiskirchen 325.160 212.241 65,3 Heusenstamm 252.487 242.189 95,9 Dietzenbach 283.633 244.782 86,3 Darmstadt, Zentralkläranlage 281.333 291.920 103,8 Frankfurt am Main / Niederrad/Griesheim 212.406 365.516 172,1 Frankfurt am Main / Sindlingen, Klärwerk 228.023 404.862 177,6 Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 304.838 244.350 80,2 Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 211.754 251.552 118,8 Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 230.744 250.569 108,6 Kassel / Wolfsanger, Klärwerk 278.272 265.128 95,3 Limburg a. d. Lahn / Staffel, Klärwerk 261.152 169.310 64,8 Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 239.084 290.044 121,3 Mittelwert alle KKA 260.119 269.396 103,6 Mittelwert „zusätzliche“ KKA 275.697 251.281 91,1 Mittelwert „alte“ KKA 249.734 281.472 112,7 Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden. * MW einer Doppelmessung

Beim Klärschlamm ist der Streuungsfaktor mit 2,4 größer als beim Belebtschlamm. Die Spanne reicht von 169.310 (Limburg) bis zu 404.862 mg/kg TS (Frankfurt/M.-Sindlingen).

Auch hier ist keine besondere Abstufung in der Reihe der TOC-Gehalte festzu-stellen.

Die Mittelwerte betragen für alle KKA 269.396 mg/kg TS, für die „zusätzlichen“ KKA 251.281 und für die „alten“ KKA 281.472 mg/kg TS. Auch hier kann man da-von sprechen, dass sie recht nahe beieinander liegen.

Der Vergleich mit den Mittelwerten für 2002/2003 (TOC-Gehalt = 26,4 bzw. 36,1 Gewichtsprozent des Klärschlamms) zeigt in 2010 einen mit 26,9 Prozent glei-chen oder etwas erniedrigten TOC-Gehalt. Dies gilt auch für die „alten“, in allen

17

Jahren beprobten kommunalen Kläranlagen (MW des TOC-Gehalts = 28,1 Pro-zent).

3.5 TOC-Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Klär-anlagen 2010

Aus den in Tabelle 01/4 zusammengestellten Angaben zu den TOC-Gehalten im Be-lebt- und Klärschlamm der 6 IKA kann folgendes abgeleitet werden:

Im Belebtschlamm weist (wie beim AOX) I41 einen im Vergleich zu den anderen IKA niedrigen TOC-Gehalt auf (51.642 mg/kg TS).

Der TOC-Gehalt bei den anderen IKA reicht von 144.803 (I11) bis 268.204 mg/kg TS (I12). Das ist auch die Größenordnung des TOC-Gehalts der KKA.

Beim Klärschlamm zeigt – auch hier wie beim AOX – I13 einen sehr niedrigen Wert (55.044 mg/kg TS).

Die Konzentrationswerte der anderen IKA bewegen sich zwischen 178.690 (I11) und 299.522 mg/kg TS (I21).

Die TOC-Gehalte im Klärschlamm der IKA (MW 178.762 mg/kg TS) sind gegen-über denen der KKA (MW 269.396 mg/kg TS) niedriger.

Gegenüber 2002/2003 hat sich der TOC-Gehalt im Klärschlamm der IKA nicht verändert. In Prozent des Klärschlamms lag er 2010 bei 5,5 bis 30 Prozent, 2002 bei 5,6 bis 29,3 Prozent und 2003 bei 9,1 bis 30 Prozent.

Tab. 01/4: TOC-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010


Industrielle Kläranlage Belebtschlamm Klärschlamm Belastungs-

vergleich KS/BS (%)

I21 254.831 299.522 117,5 I13 229.479 55.044 24,0 I11 144.803 178.690 123,4 I31 240.492 242.880 101,0 I41* 51.642 187.775 363,6 I12 268.204 228.662 85,3 * MW einer Doppelmessung

3.6 TOC: Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010

Beim Vergleich der Klärschlamm- und Belebtschlamm-Werte kann folgendes festge-halten werden: Über alle IKA gemessen ist der TOC-Gehalt im Klär- und Belebtschlamm fast iden-tisch. Bei den einzelnen IKA ist das Verhältnis jedoch sehr unterschiedlich:

In einem Fall (I13) ist der TOC-Gehalt im Klärschlamm sehr viel geringer als im Belebtschlamm.

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Bei I41 ist der KS-Wert wesentlich größer als der BS-Wert (mehr als eine Verdrei-fachung).

Bei I21, I11, I31 und I12 bewegt sich der KS-Wert in der Größenordnung des BS-Wertes (leichte Anreicherung oder, wie bei I12, Abreicherung).

Auch hier Ähnlichkeit zum AOX-Wert, der bei I13 und I12 im KS geringer als im Belebtschlamm ist. Beim AOX findet sich ebenso die stärkste Anreicherung bei I41.

4. Bewertung und Trend

4.1 AOX

Der AOX-Grenzwert der AbfKlärV für kommunalen Klärschlamm beträgt 500 mg/kg TS (vgl. HLUG 2009, Übers. 6.01.2). 2010 wurde dieser Grenzwert von allen beprobten kommunalen Kläranlagen mit Ausnahme der Kläranlage Heusenstamm (960 mg/kg TS) eingehalten. Der Mittelwert aller kommunalen Kläranlagen lag bei 255 mg/kg TS. Bei den industriellen Kläranlagen, für die dieser Grenzwert keine Gültigkeit hat, lag die Belastung in zwei Fällen (I11 und I12) mit 940 bzw. 710 mg/kg TS in der gleichen Größenordnung wie bei der KKA Heusenstamm, sonst unter dem Wert von 500 mg/kg TS. Trend: Bei den kommunalen Kläranlagen ist keine Aussage möglich, da Daten für 2002/2003 fehlen. Bei den industriellen Kläranlagen waren die AOX-Gehalte 2010 gegenüber 2002/2003 um etwa zwei Drittel erniedrigt.

4.2 TOC

Für TOC gibt es keine Zielvorgaben. Trend: Bei den kommunalen und den industriellen Kläranlagen hat sich der TOC-Gehalt im Klärschlamm gegenüber 2002/2003 nicht verändert.

19

Kap. 02 Polychlorierte Biphenyle (PCB)

1. Die 2002 und 2010/2011 untersuchten PCB

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002 bei 10 kommunalen und 5 industriellen Kläranlagen die Konzentrationen von DIN- und WHO-PCB im Belebt- und Klärschlamm bestimmt. Bei den DIN-PCB handelt es sich um die sechs polychlorierten Biphenyle PCB 28, 52, 101, 138, 153 und 180, bei den WHO-PCB um die 12 coplanaren, dioxin-ähnlichen PCB 77, 81, 105, 106/123, 114, 118, 126, 156, 157, 167, 169 und 189. Für 2003 liegen keine Daten vor (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.02). Für 2010 liegen aus der Gruppe der 6 kommunalen Kläranlagen, die 2002 noch nicht beprobt worden waren, Daten für 5 KKA (ohne KKA Eppertshausen) zu den DIN- und WHO-PCB im Belebt- und Klärschlamm vor. Die KKA Bad Homburg wurde zusätzlich auch 2011 beprobt. Daten zu IKA für 2010 sind nicht vorhanden.

Übersicht 02/1: Die 2010 untersuchten polychlorierten Biphenyle

6 DIN-PCB PCB-28

PCB-52

PCB-101

PCB-153

PCB-138

PCB-180

4 WHO-PCB 1995 PCB-77

PCB-105

PCB-126

PCB-169

8 WHO-PCB 1999 PCB-81

PCB-123

PCB-114

PCB-118

PCB-156

PCB-157

PCB-167

PCB-189

WHO-TEQ 1998 (inklusive LOQ)

WHO-TEQ 1998 (exklusive LOQ)

20


Klärschlämme KKA: Bei den Klärschlamm-Proben aus 10 KKA lagen die DIN-PCB-Gehalte 2002 zwischen 69 und 230 µg/kg TS, die WHO-PCB-Gehalte zwischen 17 und knapp 28 µg/kg TS. Die PCB-Werte streuten zwischen den KA etwa um den Faktor 3. Die PCB-Zusammensetzung nach coplanaren WHO- und DIN-PCB liegt bei 15:100, in einem Fall (Frankfurt/M.-Niederrad) bei 24:100. Klärschlämme IKA: Bei sechs IKA wurden 2002 DIN-PCB-Gehalte zwischen 3 und 348 µg/kg TS gemessen sowie WHO-PCB-Gehalte zwischen 0,4 und 491 µg/kg TS (größere Spannen als bei den KKA). Die Werte streuten also sehr viel stärker als bei den KKA. Bei den DIN-PCB wiesen drei Anlagen niedrige Werte auf (I13, I11 und I41), drei An-lagen deutlich höhere Belastungen als bei den KKA. Die letztgenannten IKA wiesen auch höhere WHO-PCB-Werte auf. Bei den anderen IKA mit niedrigen WHO-PCB-Werten waren auch die WHO-PCB-Werte niedriger als bei den KKA, jedoch mit einer Ausnahme: In einem Fall (I11) wurde für die WHO-PCB ein extrem hoher Wert ge-messen, während die Summe der DIN-PCB auch bei dieser IKA gering war. Die PCB-Zusammensetzung entsprach in vier Fällen der „Normverteilung“ (WHO-PCB in Prozent der DIN-PCB zwischen 12,0 Prozent und 19,5 Prozent). In einem Fall war der WHO-PCB-Anteil deutlich (56 Prozent), in einem Fall extrem erhöht (1.723 Prozent), was auf einen sehr hohen Eintrag von PCB 77 zurückzuführen war.

3. Die Ergebnisse für 2010 und 2011

3.1 Belastungshöhe im Klär- und Belebtschlamm 2010

Für 2010 liegen Messdaten zu PCB von fünf der „zusätzlichen“ KKA vor (Tab. 02/1), die 2002 nicht beprobt worden waren (ohne KKA Eppertshausen).

Tab. 02/1: PCB im Klär- und Belebtschlamm von 5 KKA 2010 (µg/kg TS)

Kommunale Kläranlage Belebtschlamm Klärschlamm

Konzentrations-Vergleich KS/BS

(%)

Summe DIN PCB

Bad Homburg 94,4 94,1 99,8

Oberursel/Weißkirchen 44,6 57,0 127,8

Rodgau/Weiskirchen 20,0 46,8 234,2

Heusenstamm 44,5 37,4 84,0

Dietzenbach 49,9 73,8 147,9

Mittelwert der 5 KKA 50,7 61,8 122,0

Summe WHO PCB

Bad Homburg 9,7 12,3 126,0



Heusenstamm 7,2 6,0 83,7

Dietzenbach 10,0 15,2 151,8

Mittelwert der 5 KKA 7,3 9,4 128,0

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die 2010 beprobt wurden.

21

Belebtschlamm KKA: Die Konzentrationen der DIN-PCB im Belebtschlamm reichen 2010 bei den 5 KKA von 20 bis zu 94,4 µg/kg TS. Eine signifikante Abstufung ist nicht sichtbar. Der Mit-telwert aus allen 5 KKA liegt bei 50,7 µg/kg TS. Der Streuungsfaktor beträgt 4,7. Bei den WHO-PCBs ist das Bild nicht anders: Die Konzentrationsspanne reicht von 3 bis 10 µg/kg TS mit einem Mittelwert von 7,3 µg/kg TS. Der Streuungsfaktor ist mit 3,3 etwas kleiner als bei den DIN-PCB im Belebtschlamm.

Klärschlamm KKA Die Konzentration der DIN-PCB im Klärschlamm liegt 2010 zwischen 37 und 94 µg/kg TS, also deutlich unter den Vergleichswerten für 2002 (10 KKA mit Werten zwischen 69 und 230 µg/kg TS). Der Mittelwert aller 5 KKA errechnet sich mit 61,8 µg/kg TS. Die Spanne zwischen den beprobten KKA beträgt 2010 bei den DIN-PCB etwa 2,5 (Streuungsfaktor) und entspricht damit der des Jahres 2002 (3). Bei den WHO-PCB reichen die Konzentrationen von 5,3 bis 15,2 µg/kg TS. Sie sind also ebenfalls deutlich niedriger als 2002 (10 KKA, 17 bis ca. 28 µg/kg TS). Die Spanne beträgt 2010 etwa 2,8 (gleiche Größenordnung wie 2002), der Mittelwert 9,4 µg/kg TS. Aus den zusammengefassten Belastungswerten für die DIN-PCB ist schon ersicht-lich, dass der Höchstwert für Einzelkongenere nach Klärschlammverordnung (AbfKlärV) für DIN-PCB (200 µg/kg TS) überall weit unterschritten wird.

3.2 Vergleich Klärschlamm/Belebtschlamm 2010

Die PCB-Belastung des Klärschlamms ist – bei gleicher Größenordnung – im Durch-schnitt etwas höher als im Belebtschlamm (+22 Prozent bei den DIN-PCB, +28 Pro-zent bei den WHO-PCB; vgl. Tab. 02/1). Die KKA Rodgau/Weiskirchen, die eine deutlich stärkere PCB-Belastung im Klärschlamm gegenüber dem Belebtschlamm aufweist (+134 Prozent bei DIN-PCB, +80 Prozent bei WHO-PCB), ist absolut gese-hen nur schwach belastet. Die in Tabelle 02/2 wiedergegebene PCB-Zusammensetzung im Belebt- und Klär-schlamm (gemessen als prozentuales Verhältnis der Konzentrationen von WHO- und DIN-PCB) entspricht, wie 2002, den Normalverhältnissen.

Die Relation (WHO-PCB in Prozent der DIN-PCB) liegt beim Belebtschlamm zwi-schen 10,3 und 20,1. Der Mittelwert beträgt 14,5 Prozent.

Beim Klärschlamm bewegt sich das Verhältnis von WHO- zu DIN-PCB zwischen 11,4 und 20,6 mit einem Mittelwert von 15,2. 2002 war eine Spanne von 11,2 Prozent bis 24,4 Prozent beobachtet worden.

22

Tab. 02/2: Vergleich WHO zu DIN-PCB im Klär- und Belebtschlamm von 5 KKA 2010 (%)

WHO-PCB in % der DIN-PCB

Kommunale Kläranlage Klärschlamm Belebtschlamm

Bad Homburg 13,0 10,3

Oberursel/Weißkirchen 14,2 15,0

Rodgau/Weiskirchen 11,4 14,8

Heusenstamm 16,2 16,2

Dietzenbach 20,6 20,1

Mittelwert der 5 KKA 15,2 14,5

3.3 KKA Bad Homburg 2011

Von der KKA Bad Homburg liegen Messdaten auch für 2011 vor. Tabelle 02/3 lässt erkennen:

Bei den DIN-PCB waren die Konzentrationen 2011 im Belebtschlamm gegenüber 2010 niedriger, im Klärschlamm dagegen erhöht.

Die WHO-PCB-Konzentrationen wiesen 2011 sowohl im Belebt- wie im Klär-schlamm gegenüber 2010 erhöhte Werte auf.

Die Klärschlammbelastung (Summe der PCB) war 2011 um etwa 22 Prozent grö-ßer als die Belebschlammbelastung. 2010 war dieses Verhältnis fast ausgegli-chen (Anreicherung im KS nur um 2,2 Prozent).

Der Anteil der WHO-PCB war 2011 etwas höher als 2010 (WHO-PCB in Prozent der DIN-PCB 2011: im KS = 15,3 Prozent; im Belebtschlamm: 15,9 Prozent; Ver-gleichswerte 2010: im Klärschlamm: 13,0 Prozent; im BS: 10,3 Prozent).

Tab. 02/3: PCB im Belebt- und Klärschlamm der KKA Bad Homburg 2010/2011 (µg/kg TS)

Kläranlage Belebtschlamm Klärschlamm Konzentrations-Vergleich KS/BS

(%)

2010 2011 2010 2011 2010 2011

Summe DIN PCB

Bad Homburg 94,4 80,7 94,1 99,7 99,8 123,5

Summe WHO PCB

Bad Homburg 9,7 12,9 12,3 15,2 126,0 118,4

Summe PCB

Bad Homburg 104,1 93,6 106,4 114,90 102,2 122,8


Der PCB-Grenzwert der AbfKlärV für kommunalen Klärschlamm beträgt für die 6 DIN-PCB jeweils 200 µg/kg TS (vgl. HLUG 2009, Übers. 6.02.2). Die Summe der DIN-PCB lag 2010 bei den fünf beprobten kommunalen Kläranlagen zwischen 37,4 und 94,1 µg/kg TS. Bei der KKA Bad Homburg betrug sie 2011 99,7

23

µg/kg TS. Der Grenzwert für die einzelnen DIN-PCB wurde also überall deutlich un-terschritten. Trend: Gegenüber 2002 hat sich die Belastung der kommunalen Klärschlämme mit PCB etwa halbiert. Diese Aussage steht jedoch unter dem Vorbehalt, dass es sich um keinen direkten Vergleich derselben kommunalen Kläranlagen handelt, da die 2010 beprobten kommunalen Kläranlagen 2002 nicht wieder beprobt worden waren, sondern 5 andere kommunalen Kläranlagen (vgl. Abschn. 1 dieses Kapitels).

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Kap. 03 Aromatische und andere Chlorkohlenwasserstoffe („Chloraromaten“)

1. Die 2002/2003 und 2010 untersuchten aromatischen und anderen CKW

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002/2003 Konzentrationen von aromatischen und anderen Chlorkohlenwasserstoffen (CKW) in Klärschlämmen be-stimmt. Es handelte sich bei den untersuchten Chlorbenzolen und Chlortoluolen um kern-chlorierte Aromaten – Di-, Tri- und Tetra-Chlorbenzole, Penta- und Hexachlorbenzol sowie 2-, 3- und 4- Chlortoluol und 2,4-Dichlortoluol. Daneben wurden auch nichtaromatische CKW, die als Neben- und Abfallprodukte der chlorchemischen Industrie auftreten, bestimmt, nämlich Hexachlorbutadien, Penta- und Hexachlorethan (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.03). 2010 wurden die gleichen Stoffe im Belebt- und Klärschlamm von 15 kommunalen und 6 industriellen Kläranlagen analysiert wie 2002/2003 – mit Ausnahme von Hexachlorethan, das 2002/2003 bis auf einen Nachweis im Klärschlamm einer KKA (2 µg/kg TS) nicht gefunden worden war.

Übersicht 03/1: Die 2010 untersuchten aromatischen und anderen Chlorkoh-lenwasserstoffe

Chlorbenzole 1,3-Dichlorbenzol

1,4-Dichlorbenzol

1,2-Dichlorbenzol

1,3,5-Trichlorbenzol



1,2,3,5-Tetrachlorbenzol



Pentachlorbenzol

Hexachlorbenzol

Chlortoluole 2-Chlortoluol

3-Chlortoluol

4-Chlortoluol

2,4-Dichlortoluol

Nichtaromatische CKW Hexachlorbutadien

Hexachlorethan

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2.1 Chlorbenzole und Chlortoluole 2002/2003

Klärschlämme KKA: 2002/2003 konnten Chlorbenzole und Chlortoluole im Klärschlamm von 9 kommuna-len Kläranlagen – die auch 2010 beprobt wurden – i.d.R. nicht nachgewiesen werden (Werte <BG). Ausnahmen hiervon waren:

1,4-DCB (nur 2002 auswertbar) wurde überall gefunden mit Werten zwischen 16 und 78 µg/kg TS.

1,2,3-TriCB: bei 4 (2002) bzw. 3 (2003) von 9 KKA mit Werten zwischen 1 und 25 µg/kg TS nachweisbar.

1,2,4-TriCB: bei 7 (2002) bzw. 6 (2003) von 9 KKA mit Werten zwischen 1 und 9 µg/kg TS nachweisbar.

Pentachlorbenzol: nur ein positiver Befund mit 2 µg/kg TS in 2002.

Hexachlorbenzol: 2002/2003 überall bzw. bei den meisten KKA nachweisbar mit Werten zwischen 2 und 11 µg/kg TS.

Bei 2- und 3-Chlortoluol ergab sich jeweils nur ein positiver Wert in 2003 (9 bzw. 8 µg/kg TS).

Klärschlämme IKA: Bei den 6 2002/2003 beprobten IKA (vgl. Tab. 03/1) ergab sich:

Die Klärschlämme von zwei Werken waren mit allen (I12) bzw. einzelnen Chlor-aromaten (I11; Daten nur für 2002) hoch belastet.

Bei den anderen Werken waren die Chloraromaten entweder nicht nachweisbar (<BG, 10 µg/kg TS) oder sie zeigten nur vergleichsweise geringe Konzentrationen (in einigen Fällen bis zu >400 µg/kg TS).

Tab. 03/1: Chloraromaten im Klärschlamm von 6 IKA 2002/2003 (µg/kg TS) Stark belastete IKA Wenig belastete IKA

Dichlorbenzole I12: 8550-44500 I11: 233-4760 I13: 118-424

<10-48

Trichlorbenzole I12: 6810-50200 <1-237

Tetrachlorbenzole I12: 565-4540 <1-73

Pentachlorbenzol I12: 488-1400 <1-8

Hexachlorbenzol I12: 94-365 <1-63

Chlortoluole I12: 574-46500 I11: 897-1610

<1-15

2,4-Dichlortoluol I12: 17400-19500 <1-39

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2.2 Nichtaromaten

Klärschlämme KKA: Hexachlorbutadien, Penta- und Hexachlorethan waren 2002/2003 mit geringfügigen Ausnahmen nicht nachweisbar. Die Ausnahmen: Hexachlorbutadien (Limburg 2003) und Hexachlorethan (Frankfurt/M.-Niederrad 2002) wurden jeweils einmal mit 2 µg/kg TS gefunden.

Klärschlämme IKA: In industriellen Klärschlämmen waren Penta- und Hexachlorethan nicht nachweisbar. Hexachlorbutadien trat in vergleichsweise hoher Konzentration nur bei I12 auf (493-736 µg/kg TS). Bei den anderen fünf IKA wurde es nicht (I13 und I41) oder nur in sehr geringer Konzentration (2002: <1 bis 7, einmal 41 µg/kg TS) gefunden.


Betrachtet werden im Folgenden die Summenwerte und Mittelwerte für die unter-suchten aromatischen und anderen CKW bei den 15 KKA und 6 IKA sowie die Be-lastungswerte für die einzelnen Parametergruppen.

3.1 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm kommunaler Kläranla-gen 2010

Tabelle 03/2 gibt einen Überblick zum Gesamtgehalt an Chloraromaten im Belebt- und Klärschlamm der 15 im Jahr 2010 untersuchten KKA. Sie lässt erkennen:

Starke Streuung der Gesamtbelastung sowohl beim Belebt-, als auch beim Klär-schlamm. Beim Belebtschlamm reicht die Belastungshöhe von 6 bis 460 µg/kg TS (Streuungsfaktor 77), in einem Fall (Frankfurt/M.-Niederrad) sogar bis zu 2.817 µg/kg TS. Beim Klärschlamm ist der niedrigste Wert 18,3 µg/kg TS (Frankfurt/M.-Niederrad), der höchste 207,3 µg/ kg TS (Streuungsfaktor 11,3).

Die „alten“, auch 2002/2003 beprobten KKA weisen beim Belebtschlamm deutlich höhere Mittelwerte in der Gesamtbelastung auf (416 µg/kg TS, einschl. Frank-furt/M.-Niederrad) als die „zusätzlichen“, 2010 erstmals beprobten KKA (14,3 µg/kg TS). Im Klärschlamm sind die „alten“ KKA ebenfalls stärker belastet als die „neuen“, jedoch ist der Unterschied nicht mehr so ausgeprägt.

Die Mittelwerte, ohne die Extremwerte der KKA Frankfurt/M.-Niederrad, betragen 72,7 µg/kg TS im Belebtschlamm und 84,1 µg/kg TS im Klärschlamm. Der Mittel-wert vermindert sich bei den „alten“ KKA nach Abzug von Frankfurt/M.-Niederrad von 416 auf 116 µg/kg TS im Belebtschlamm; beim Klärschlamm steigt der Mit-telwert der „alten“ KKA etwas an, da Frankfurt/M.-Niederrad hier einen extrem niedrigen Wert aufweist. Insgesamt liegen die Mittelwerte der „zusätzlichen“ und der „alten“ KKA damit näher beieinander. Die Grundaussage bleibt jedoch: die „zusätzlichen“ KKA weisen im Belebtschlamm eine sehr viel niedrigere und im Klärschlamm eine etwas niedrigere Belastung auf als die „alten“ KKA.

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Tab. 03/2: Chloraromaten Gesamtgehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010

Konzentration (µg/kg TS)

Kommunale Kläranlage Belebtschlamm Klärschlamm Belastungs-

vergleich KS/BS (%)

Bad Homburg 6,00 129,81 2.163,5


Eppertshausen 19,33 43,42 224,6


Heusenstamm 36,05 37,42 103,8

Dietzenbach 2,94 133,85 4.552,7

Darmstadt, Zentralkläranlage 8,94 126,05 1.410,0

Frankfurt am Main / Niederrad/Griesheim 2.817,11 18,25 0,6

Frankfurt am Main / Sindlingen, Klärwerk 7,23 25,71 355,6

Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 460,06 181,61 39,5

Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 362,56 81,19 22,4

Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 21,76 172,00 790,4

Kassel / Wolfsanger, Klärwerk 23,46 31,57 134,6

Limburg a. d. Lahn / Staffel, Klärwerk 37,93 111,40 293,7

Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 10,00 35,19 351,9

Mittelwert alle KKA 255,65 79,66 31,2

Mittelwerte alle KKA ohne Ffm.-Niederrad 72,69 84,05 115,6

Mittelwert „zusätzliche“ KKA 14,28 68,65 480,8

Mittelwert „alte“ KKA 416,56 87,00 20,9

Mittelwerte „alte“ KKA ohne Ffm.-Niederrad 116,49 95,59 82,1

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden. * Mittelwert einer Doppelmessung

Im Folgenden werden die einzelnen Chloraromaten betrachtet.

Tab. 03/3: Chloraromaten in Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010 Belebtschlamm Klärschlamm

Nachweis (Anzahl KKA)

Konzen-tration

(µg/kg TS)

Maximum Nachweis (Anzahl KKA)

Konzen-tration

(µg/kg TS)

Maximum

1,2-Dichlorbenzol 11 2-2400 Niederrad 15 5-119,1 Fulda

1,3-Dichlorbenzol 6 1-109,2 Niederrad 12 2,2-19,2 Fulda

1,4-Dichlorbenzol 14 3-70 Niederrad 15 6-33,0 Hanau*

1,2,3-Trichlorbenzol 3 15-33 Fulda nn -

1,2,4-Trichlorbenzol 3 6-73 Fulda 3 5-8 Dietzenb.

1,3,5-Trichlorbenzol 3 3-20 Fulda nn -

1,2,3,4-Tetrachlorb. 3 13-33 Fulda 11 1-4 Dietzenb.

1,2,3,5-Tetrachlorb. 1 2 Fulda nn -

1,2,4,5-Tetrachlorb. 1 3-6 Fulda nn -

Pentachlorbenzol 1 2 Niederrad 1 2,5 Hanau*

Hexachlorbenzol 15 2-11,5 Hanau* 15 1-13 Dietzenb.

2-Chlortoluol nn - nn -



2,4-Dichlortoluol 4 8-144 Niederrad 8 6-15,5 Hanau*

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Hexachlorbutadien nn - nn -

Hexachlorethan nn - nn -

* Hanau: Mittelwert einer Doppelmessung

Klärschlämme KKA: Anders als 2002/2003 traten Dichlorbenzole 2010 in den Klärschlämmen der meisten KKA auf (Tab. 03/3): 1,2- und 1,4-DCB bei allen KKA, 1,3-DCB bei 11 von 15 KKA. Die Konzentrationen bewegten sich zwischen 2,2 und 119 µg/kg TS. Die Bestimmungsgrenze (BG) für diese Chlorbenzole lag 2002/2003 bei 10 µg/kg TS. 2010 war sie mit 2 µg/kg TS niedriger. Dies kann bei den beiden 2002/2003 nicht gefundenen Verbindungen 1,2- und 1,3-DCB den Unterschied zu 2010 jedoch höchs-tens zum Teil erklären, da 2010 die Befunde häufig über 10 µg/kg TS lagen (1,2-DCB: 11 von 15 KKA; 1,3-DCB: 4 von 15 KKA). 1,4-DCB wurde 2002 und 2010 in allen kommunalen Klärschlämmen nachgewiesen mit Konzentrationen von 16 bis 78 µg/kg TS (2002) bzw. 6-33 µg/kg TS (2010). Bei den Trichlorbenzolen war 2010 nur 1,2,4-TriCB im Klärschlamm von 3 der 15 KKA vorfindbar. Die Häufigkeit der Funde ist gegenüber 2002/2003 (6 bis 7 KKA von 9) geringer, die Konzentrationen gleichen sich (2002/2003: 1 bis 9 µg/kg TS, 2010: 5-8 µg/kg TS). Tetrachlorbenzole waren 2002/2003 nicht nachweisbar; 2010 fand sich 1,2,3,4-TetraCB bei 11 von 15 KKA mit sehr geringer Konzentration (1 bis 4 µg/kg TS). Bei Penta- und Hexachlorbenzol zeigt sich 2002/2003 und 2010 im Wesentlichen das gleiche Bild:

Pentachlorbenzol wurde 2002 und 2010 je einmal mit ca. 2 µg/kg TS im Klär-schlamm von zwei verschiedenen KKA nachgewiesen.

Hexachlorbenzol fand sich 2002/2003 und 2010 (fast) überall. Die Konzentratio-nen lagen in der gleichen Größenordnung (2 bis 11 bzw. 1 bis 13 µg/kg TS).

Die Chlortoluole waren in 2002/2003 so gut wie nicht und 2010 überhaupt nicht nachzuweisen. Einzige Ausnahme: 2,4-DCT, das 2010 in 7 von 15 kommunalen Klärschlämmen registriert wurde (Konz. 6 bis 15,5 µg/kg TS). Die BG lag jeweils bei 10 µg/kg TS. Die Nicht-Aromaten Hexachlorbutadien und Hexachlorethan fanden sich 2010 im kommunalen Klärschlamm nicht. (2002/2003 nur geringfügige Nachweise: 2 µg/kg TS in zwei Fällen).

Belebtschlämme KKA: Hier gibt es keine Vergleichsdaten aus früheren Jahren, daher nur Vergleich mit dem Klärschlamm von 2010. Dichlorbenzole traten 2010 im Belebtschlamm von KKA im Vergleich zum Klär-schlamm etwas seltener auf (je nach Typ 6 bis14 KKA beim Belebtschlamm und 12

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bis 15 KKA beim Klärschlamm; vgl. Tab. 03/3), dafür aber mit höheren Konzentratio-nen (das 2 bis 20-Fache). Trichlorbenzole: Vergleichsweise seltener (3 von 15 KKA), aber häufigerer (alle drei TCB statt nur 1,2,4-TriCB) Nachweis im Belebt- als im Klärschlamm; bis zum 10-Fachen der Konzentration wie im Klärschlamm. Bei den Tetrachlorbenzolen das gleiche Bild: Die drei Verbindungen werden 2010 nur bei einer bzw. bei drei (1,2,3,4-TetraCB) KKA gefunden. Im Klärschlamm war nur 1,2,3,4-TetraCB in geringerer Konzentration (1-4 µg/kg TS) nachweisbar, aber bei 11 der 15 KKA. Chlortoluole: 2010 war wie beim Klärschlamm nur 2,4-Dichlortoluol nachweisbar. Es trat bei 4 Belebtschlämmen auf (gegen 8 Klärschlämme), also seltener, aber mit hö-heren Konzentrationen (8 bis 144 gegen 6 bis 15,5 µg/kg TS). Nicht-Aromaten: Im Belebtschlamm wie im Klärschlamm nicht nachweisbar.

3.2 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm industrieller Kläranla-gen 2010

Tabelle 06/4 enthält die Daten zum Gesamtgehalt an Chloraromaten und anderen CKW im Belebt- und Klärschlamm für 2010, der bei den sechs industriellen Kläranla-gen gemessen wurde. Sie lässt Folgendes erkennen:

Drei IKA (I21, I31 und I41) sind insgesamt vergleichsweise schwach belastet. Der Chloraromaten-Gehalt bewegt sich im Belebtschlamm bei ihnen zwischen 4 und 138 µg/kg TS, im Klärschlamm zwischen 58 und 683 µg/kg TS.

I13 und I11 sind deutlich stärker belastet. Bei ihnen liegen die Werte zwischen 0,9 und 1,0 mg/kg TS im Belebtschlamm und 1,55 bzw. 3.47 mg/kg TS im Klär-schlamm.

Sehr stark belastet ist I12 mit Konzentrationen von Chloraromaten in der Größen-ordnung von 102 mg/kg TS im Belebt- und 191 mg/kg TS im Klärschlamm.

Tab. 03/4: Chloraromaten-Gesamtgehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010



vergleich KS/BS (%)

I21 138 683 494,9

I13 1.009 1.553 153,9

I11 900 3.470 385,6

I31 8 58 725,0

I41* 4 123 3.075,0

I12 101.526 190.653 187,8

* Mittelwerte einer Doppelmessung

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Tabelle 03/5 enthält Angaben zu den einzelnen Parametern: Nachweishäufigkeit im Belebt- und Klärschlamm der 6 IKA, Konzentrationsspannen und Angabe der höchstbelasteten IKA.

Tab. 03/5: Chloraromaten in Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010 Belebtschlamm Klärschlamm

Nachweis (Anzahl

IKA)

Konzen-tration

(µg/kg TS)

Maximum/ hoch be-

lastet

Nachweis (Anzahl

IKA)

Konzen-tration

(µg/kg TS)

Maxi-mum/hoch

belastet

1,2-Dichlorbenzol 5 2-15.400 I12 6 11-37.800 I12, I11

1,3-Dichlorbenzol 4 9-30.200 I12 6 6-52.800 I12

1,4-Dichlorbenzol 4 57-22.400 I12 6 9-35.200 I12

1,2,3-Trichlorbenzol 5 5-1.750 I12 5 4,5-3.040 I12

1,2,4-Trichlorbenzol 4 26-7.550 I12 5 13-12.900 I12

1,3,5-Trichlorbenzol 4 5-1.620 I12 4 3-2.600 I12

1,2,3,4-Tetrachlorb. 3 8-5.680 I12 6 3-8.170 I12

1,2,3,5-Tetrachlorb. 2 4-329 I12 3 3-336 I12

1,2,4,5-Tetrachlorb. 2 8-883 I12 5 1-1.450 I12

Pentachlorbenzol 4 1-163 I12 4 2-119 I12

Hexachlorbenzol 6 1-22 I12 6 2-55 I41*

2-Chlortoluol 1 1.810 I12 3 47-21.200 I12

3-Chlortoluol 1 132 I12 2 11-176 I12

4-Chlortoluol 1 8.170 I12 3 4-2.780 I12

2,4-Dichlortoluol 2 49-5.390 I12 4 7-12.000 I12

Hexachlorbutadien 2 28-70 I11 2 11-60 I12

Hexachlorethan nn - - nn - -

* Mittelwert einer Doppelmessung

Klärschlämme IKA: Auch 2010 ist bei den IKA eine Spaltung in hochbelastete und deutlich schwächer belastete Klärschlämme zu registrieren. Der Klärschlamm von I12 (Tab. 03/6) ist 2010 – wie 2002/2003 – durchgängig hoch (>1.000 µg/kg TS) mit Di-, Tri- und Tetrachlorbenzolen sowie mit 2- und 4-Chlortoluol und 2,4-Dichlortoluol belastet. Bei einer zweiten IKA (I11) ist dies nur bei 1,2-DCB der Fall (vgl. Tab. 03/5). Die Höchstbelastungen können Tabelle 03/3 entnommen werden. Das Maximum liegt bei 52,8 mg 1,3-DCB pro kg TS (I12).

Tab. 03/6: Chloraromaten im Klärschlamm von I12 (2010 und 2002/2003), Höchstwerte 2002/2003

(mg/kg TS) 2010

(mg/kg TS)

Dichlorbenzole 44,5 52,8

Trichlorbenzole 50,2 12,9

Tetrachlorbenzole 4,5 8,2

Pentachlorbenzol 1,4 0,1

Hexachlorbenzol 0,4 0,02

Chlortoluole 46,5 21,2

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Im Vergleich zu 2002/03 sind die 2010 gemessenen Höchstwerte bei I12 nur z.T. vermindert (Tab. 03/6). Bei I11 hat sich die Höchstbelastung bei Dichlorbenzolen von 4,8 (2002/2003) auf 1,7 mg/kg TS 2010 reduziert. Bei den anderen der 6 IKA sind diese Chloraromaten nicht oder nur in vergleichswei-se geringen Konzentrationen nachweisbar. Tabelle 03/7 gibt einen Vergleich der Konzentrationsspannen bei den 5 schwächer belasteten IKA (ohne I12) in 2010 mit den Höchstwerten, die 2002/2003 gemessen wurden. Auch hier zeigt sich, dass die Belastungen nur z.T. abgenommen haben. Bei Di- und Tetrachlorbenzolen wurden 2010 z.T. höhere Werte als 2002/2003 gefunden. Bei den Chlortoluolen zeigt sich eine z.T. deutliche Verminderung der Höchstbelastungen.

Tab. 03/7: Chloraromaten im Klärschlamm von 5 IKA (ohne I12) 2002/2003 und 2010

2002/2003 2010

Parameter Höchstkonzentration

(µg/kg TS) Konzentrationsspanne

(µg/kg TS) Zahl der IKA

Dichlorbenzole 424 6-589 5

Trichlorbenzole 237 3-123 3-4

Tetrachlorbenzole 73 1-511 3-5

2-Chlortoluol 897 47-130 2

3-Chlortoluol 1.610 11-176 2

4-Chlortoluol 1.280 54-55 2

2,4-Dichlortoluol 19.500 7-90 3

Pentachlorbenzol 8 2-12 3

Hexachlorbenzol 63 2-55 5

Pentachlorbenzol war in 4 der 6 industriellen Klärschlämme mit 1 bis 119 µg/kg TS und Hexachlorbenzol bei allen IKA mit 2 bis 55 µg/kg TS nachweisbar. Von den beiden Nicht-Aromaten wurde 2010 nur Hexachlorbutadien bei 2 IKA in ver-gleichsweise niedriger Anreicherung (11 bis 60 µg/kg TS) nachgewiesen. 2002/2003 trat Hexachlorbutadien noch in höheren Konzentrationen auf (I12: max. 736 µg/kg TS; andere: max. 41 µg/kg TS).

Belebtschlämme IKA: Beim Belebtschlamm zeigt sich, auf niedrigerem Konzentrationsniveau, weitgehend das gleiche Bild wie beim Klärschlamm: I12 ist stark belastet, die anderen IKA zeigen deutlich niedrigere Werte. Dichlorbenzole: I12 zeigt hohe Belastungen zwischen 15,4 (1,2-DCB) und 30,2 (1,3-DCB) mg/kg TS. Bei I11 und I13 liegen die Konzentrationen zwischen 63 und 405 µg/kg TS, wobei der letztgenannte Wert (I11, 1,2-DCB) im Vergleich zu den anderen Werten schon aus dem Rahmen fällt. Bei I21, I31 und I41 wurden Konzentrationen zwischen nn und 57,4 µg/kg TS gemessen.

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Gleiche Struktur bei den Trichlorbenzolen: Bei I12 liegen die Konzentrationen zwi-schen 1620 für 1,3,5-TriCB und 7550 µg/kg TS für 1,2,4-TriCB; bei I11 und I13 bei 10-498 µg/kg TS und bei den drei übrigen IKA zwischen nn und 26 µg/kg TS. Bei den Tetrachlorbenzolen weist I12 Konzentrationen zwischen 329 (1,2,3,5-TetraCB) und 5.680 (1,2,3,4-TetraCB) µg/kg TS auf. Bei den anderen Belebtschlämmen bewegen sich die Werte zwischen nn und 12 µg/kg TS. Auch bei Pentachlorbenzol wird bei I12 eine vergleichsweise hohe Konzentration gemessen (163 µg/kg TS), während die anderen IKA nur max. 8 µg/kg TS aufweisen. Bei Hexachlorbenzol liegen die Werte dagegen nicht weit auseinander (I12 mit dem Maximum von 22 µg/kg TS, die anderen zwischen 1 und 8 µg/kg TS. Chlortoluole: Bis auf I12 war in keinem der Belebtschlämme 2-, 3- oder 4-Chlortoluol nachweisbar. Bei I12 lagen die Konzentrationen zwischen 132 (2-Clortoluol) und 8.170 µg/kg TS. 2,4-Dichlortoluol trat bei I12 (5.390 µg/kg TS) sowie mit niedriger Konzentration bei I11 auf (49 µg/kg TS) und war sonst ebenfalls nicht nachweisbar. Nicht-Aromaten: Hexachlorbutadien war in geringer Konzentration nur bei I12 (28 µg kg/TS) und bei I11 nachweisbar (70 µg/kg TS). Hexachlorethan konnte nicht nach-gewiesen werden.


Für den Vergleich der Stoffkonzentrationen in Klär- und Belebtschlämmen werden die Tabellen 03/2 und 03/3 (KKA) bzw. 03/4 und 03/5 (IKA) sowie die Summenwerte für die einzelnen Stoffgruppen herangezogen. Tabelle 03/8 gibt eine Übersicht zum Konzentrationsvergleich in KKA und IKA nach Stoffgruppen. Dichlorbenzole: Bei den KKA werden die DCB im Klärschlamm häufiger als im Belebtschlamm und meist mit höheren Konzentrationen nachgewiesen. Die Belas-tungen im KS machen, wo sie größer sind, das 1,4- bis 6,6-Fache (7 KKA), in extre-meren Fällen (4 KKA) das 11,4- bis 33,7-Fache der BS-Belastung aus. Die Gesamt-belastung bewegt sich im Klärschlamm zwischen 14,4 und 174,1 µg/kg TS, im Belebtschlamm i.d.R. zwischen 3 und 33 µg/kg TS. Bei drei KKA (Frankfurt/M.-Niederrad, Fulda, Gießen) sind die Werte dagegen deutlich höher (181,8 bis 2578,7 µg/kg TS). Die höchsten Konzentrationen finden sich somit im Belebtschlamm (vgl. Tab. 03/2) Bei den IKA ist die Belastung des Klärschlamms stets größer. Sie beträgt das 1,9- bis 9,3-Fache der BS-Belastung. Trichlorbenzole: Die drei TCB werden nur bei 3 KKA im Belebtschlamm oberhalb der Bestimmungsgrenze nachgewiesen. Im Klärschlamm findet sich nur 1,2,4-TriCB bei drei KKA (Tab. 03/2). Die Gesamtbelastung (Summe der „rechenbaren Messwerte“) liegt im KS der einzelnen KKA zwischen 4 und 10,7 µg/kg TS, im Belebtschlamm i.d.R. darunter (4 bis 6 µg/kg TS), bei 3 KKA (Frankfurt/M.-Niederrad, Fulda, Gießen) jedoch deutlich darüber: 72,1 bis 123 µg/kg TS.

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Bei den IKA ist die Klärschlamm-Belastung fast überall größer als im Belebtschlamm (das 1,1- bis 3-Fache) und nirgendwo kleiner. Tetrachlorbenzole: Nachweis oberhalb der Bestimmungsgrenze im Belebtschlamm in 3 KKA (1,2,3,4-TetraCB), sonst nur in einer. Im Klärschlamm nur 1,2,3,4-TetraCB bei 11 KKA. Die Konzentration im Klärschlamm ist i.d.R. größer als im Belebtschlamm (1,3- bis 3,4-Faches), bei 3 KKA (Frankfurt/M.-Niederrad, Fulda, Gießen) jedoch klei-ner. Bei den IKA ist die KS-Belastung stets größer als im Belebtschlamm. Sie beträgt i.d.R. das 1,4- bis 3,7-Fache, in einem Fall das 31-Fache (I41). Penta- und Hexachlorbenzol: Bei Pentachlorbenzol ist wegen der geringen Nach-weisbarkeit ein Vergleich kaum möglich (vgl. Tab. 03/3). Bei Hexachlorbezol (in allen KKA in sehr niedriger Konzentration nachgewiesen) ist die Belastung im Klär-schlamm i.d.R. größer (1,3- bis 4,3-Faches), bei 3 KKA (Oberursel, Rodgau, Frank-furt/M.-Sindlingen) dagegen geringfügig größer im Belebtschlamm. IKA: Hexachlorbenzol weist i.d.R. im KS höhere Befunde auf (1,8- bis 2,4-Faches, einmal etwa das 15-Fache; I41). Bei Pentachlorbenzol ist auch bei den IKA wegen der sehr geringen Werte kaum eine Aussage möglich.

Tab. 03/8: Chloraromaten – Belastungsvergleich Klärschlamm - Belebtschlamm 2010

Kommunale Kläranlagen Industrielle Kläranlagen

KS>BS KS=BS KS<BS KS>BS KS=BS KS<BS

Dichlorbenzole 11 1 3 6 - -

Trichlorbenzole 6 6 3 5 1 -

Tetrachlorbenzole 8 4 3 6 - -

Pentachlorbenzol - - - 2 2 2

Hexachlorbenzol 10 2 3 4 1 1

Chlortoluole - - - 2 4 -

2,4-Dichlortoluol 5 7 3 4 2 -

Hexachlorethan - - - - - -

Hexachlorbutadien - - - 1 4 1

Chlortoluole: Bei den KKA sind 2-, 3- und 4-Chlortoluol nicht nachweisbar; sie wur-den bei den IKA im Belebtschlamm nur bei einer IKA gefunden, im Klärschlamm da-gegen bei 2 bzw. 3 IKA. Die Konzentrationen sind im Klär- und Belebtschlamm ent-weder gleich gering oder – bei 2 IKA – im Klärschlamm größer als im Belebtschlamm (das 2,4- bis 13-Fache). 2,4-Dichlortoluol wurde dagegen bei einer Reihe von KKA (Tab. 02/3) und bei zwei (BS) bzw. 4 (KS) der IKA nachgewiesen. Bei den KKA sind die Konzentrationen in den meisten Fällen im Klärschlamm gleich groß oder größer als im Belebtschlamm, bei drei KKA (Frankfurt/M.-Niederrad, Fulda, Gießen) dage-gen geringer. Bei den IKA sind die Klärschlamm-Konzentrationen in drei Fällen um das 1,8- bis 2,8-Fache größer, in einem Fall (I21) um das 23-Fache. Nicht-Aromaten: Allein Hexachlorbutadien war in zwei Fällen (IKA) oberhalb der Be-stimmungsgrenze mit Werten zwischen 11 und 70 µg/kg TS nachweisbar. Einmal überwog die Konzentration im Klärschlamm, einmal im Belebtschlamm. Zusammengefasst zeigt sich:

34

- Die KKA zeigen bei den einzelnen Parametern und bei den zusammengefassten

Summenwerten (Tab. 03/2) i.d.R. höhere Belastungen mit Chloraromaten im Klärschlamm als im Belebtschlamm (Faktor 1,2 bis 6,6; in extremen Fällen 11,4 bis 33,7). Bei 3 KKA (Frankfurt/M.-Niederrad, Fulda, Gießen) ist dieses Verhältnis regelmäßig umgekehrt (KS < BS).

- Bei den IKA wurden bei den einzelnen Parametern fast durchgehend und bei den zusammengefassten Summenwerten immer (Tab. 03/4) höhere Belastungen der Klärschlämme im Vergleich zu den Belebtschlämmen um zumeist das Andert-halb- bis Dreifache festgestellt, gelegentlich aber auch um das 15- bis 31-Fache (I41, Summenwert).


Für Chloraromaten im Klärschlamm können zur Bewertung die Normvorschläge von Schnaak (1995) herangezogen werden, Sie betragen bezogen auf kommunale Klär-schlämme für 1,2 Dichlorbenzol 5 mg/kg TS, für 1,3-Dichlorbenzol 1,1 mg/kg TS, für 1,2,3-Trichlorbenzol 1,9 mg/kg TS und für 1,2,4-Trichlorbenzol 3,4 mg/kg TS (HLUG 2009, Übers. 6.03.3). Für Hexachlorbenzol beträgt der von Schnaak vorgeschlagene Wert 1 mg/kg TS; das LUFA Hameln schlägt hier 0,05 mg/kg TS vor (ebd., Übers. 6.03.4). Für sonstige Chloraromaten und für die Nicht-Aromaten im Klärschlamm gibt es keine Zielwerte oder Normvorschläge. 2010 lagen die Dichlorbenzol-Gehalte im kommunalen Klärschlamm weit unter den Normvorschlägen (vgl. Tab. 03/3). Gleiches gilt für die Trichlorbenzol-Gehalte (vgl. ebd.). Auch die Hexachlobenzol-Gehalte waren deutlich niedriger als die Normvor-schläge von 1 bzw. 0,05 mg/kg TS (vgl. ebd.). Bei den industriellen Kläranlagen, für deren Klärschlämme die Normvorschläge nicht gedacht sind, werden bei den Di- und Trichlorbenzolen sowie bei Hexachlorbenzol die entsprechenden Werte ebenfalls durchgängig unterschritten (vgl. Tab. 03/7). Eine Ausnahme macht die IKA I12, wo die Werte für die Di- und Trichlorbenzole über den jeweiligen Normvorschlägen liegen (vgl. Tab. 03/5 und 03/6). Trend: Der Vergleich mit den Daten für 2002/2003 zeigt bei den kommunalen Klär-schlämmen gleiche oder verminderte Konzentrationswerte (vgl. oben, Interpretation zu Tab. 03/3). Bei den industriellen Kläranlagen wurden bei Di- und Tetrachlorbenzolen z.T. höhere, sonst aber gleiche oder verminderte Belastungswer-te gefunden (vgl. oben, Interpretation zu Tab. 03/6 und 03/7).

35

Kap. 04 Chlorphenole

1. Die 2002/2003 und 2010 untersuchten Chlorphenole

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002/2003 Konzentrationen von Chlorphenolen (Tri-, Tetra- und Pentachlorphenol) in Klärschlämmen kommunaler (2002/2003: 9) und industrieller Kläranlagen (2002: n = 6; 2003: n = 2) bestimmt (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.04). Für 2010 liegen Daten zur Klär- und Belebtschlamm-Belastung der beiden industriel-len Kläranlagen vor, die sowohl 2002 wie 2003 beprobt worden waren (I13 und I21).

Übersicht 04/1: Die 2010 untersuchten Chlorphenole

Trichlorphenole 2,4,6-Trichlorphenol

2,3,6-Trichlorphenol





Tetrachlorphenole 2,3,5,6-Tetrachlorphenol

2,3,4,6-Tetrachlorphenol

2,3,4,5-Tetrachlorphenol

Pentachlorphenol


Klärschlämme KKA: Im Klärschlamm von 9 kommunalen Kläranlagen konnten 2002/2003 Tri- und Tetra-chlorphenole (TriCP, TetraCP) mit geringfügigen Ausnahmen nicht nachgewiesen werden (BG: 20-25 µg/kg TS). Dies galt bei zwei Drittel der KKA auch für Pentachlorphenol (BG 20-27 µg/kg TS). Bei 4 KKA wurden Werte zwischen 24 und 58 µg/kg TS festgestellt.

Klärschlämme IKA: Bei den industriellen Klärschlämmen (2002: n = 6, 2003: n = 2) wurden insgesamt alle Chlorphenole gefunden, jedoch nicht überall. Bei zwei Betrieben waren sie nicht nachweisbar. Bei den anderen IKA traten nur 2,4,6- und Pentachlorphenol regelmä-ßig mit Spitzenwerten von 77 bzw. 122 µg/kg TS auf. Die TriCP-Gehalte bewegten sich bei den einzelnen Verbindungen zwischen 20 und >1.000 µg/kg TS, die TetraCP-Gehalte zwischen 25 und 800 µg/kg TS. Die Höchst-werte für 2,3,5-TriCP (145 µg/kg TS) und 2,3,5,6-TetraCP (805 µg/kg TS) fanden sich im Klärschlamm von I13 (2010 ebenfalls untersucht).

36


3.1 Belastungshöhe im Belebt- und Klärschlamm der industriellen Klär-anlagen I13 und I21 2010

Bei beiden untersuchten IKA sind (bei einer gegenüber 2002/2003 auf 5 µg/kg TS reduzierten BG) Tri- und Tetrachlorphenole im Belebtschlamm nachweisbar. Bei I13 sind dies alle TriCP (13-119 µg/kg TS, pro Substanz) sowie 2,3,5,6-TetraCP (86 µg/kg TS). Bei I21 wurden nur drei TriCP in geringerer Konzentration gefunden (zwi-schen 14 und 58 µg/kg TS). Im Klärschlamm sehen die Verhältnisse etwas anders aus. Bei I13 tritt nur noch 2,3,5,6-TetraCP in geringer Konzentration auf (34 µg/kg TS); es wurden keine TriCP mehr gefunden. Bei I21 konnte dagegen neben den drei auch im Belebtschlamm nachgewiesenen TriCP mit etwas höherer Konzentration (8-88 µg/kg TS) auch 2,3,5,6-TetraCP bestimmt werden (16 µg/kg TS).

Tab. 04/1: Chlorphenole 2010 im Belebt- und Klärschlamm von I13 und I21 I13 I21

Parameter Konzentration

(µg/kg TS) Parameter


Belebtschlamm

2,4,6-Trichlorphenol 2,3,6-Trichlorphenol 2,3,5-Trichlorphenol 2,4,5-Trichlorphenol 2,3,4-Trichlorphenol 3,4,5-Trichlorphenol

13-119 2,4,6-Trichlorphenol 2,3,6-Trichlorphenol 2,4,5-Trichlorphenol

14-58

2,3,5,6-Tetrachlorphenol 86

Klärschlamm

2,4,6-Trichlorphenol 2,3,6-Trichlorphenol 2,4,5-Trichlorphenol

8-88

2,3,5,6-Tetrachlorphenol 34 2,3,5,6-Tetrachlorphenol 16

Gegenüber 2002/2003 zeigt sich bei I13 eine drastische Verminderung der Chlor-phenol-Belastung im Klärschlamm. Dies geht insbesondere auf die Eintragsminde-rung bei 2,3,5,6-Tetrachlorphenol zurück, das bei I13 2002 noch mit 805 und 2003 mit 532 µg/kg TS bestimmt wurde, 2010 im Klärschlamm aber nur noch mit 34 µg/kg TS auftrat. Bei I21 liegt die Chlorphenol-Gesamtbelastung 2010 über dem für 2003 bestimmten Wert, aber deutlich unter dem Wert für 2002 (Tab. 04/2).

Tab. 04/2: Chlorphenol-Gesamtbelastung im Klärschlamm von I13 und I21 in den Jahren 2002, 2003 und 2010 (µg/kg TS)

I13 I21

2002 2003 2010 2002 2003 2010

974 749 34 333 79 137

37


Auch hinsichtlich des Verhältnisses von Klärschlamm- zu Belebtschlamm-Belastung unterscheiden sich beide IKA: Die Belastung durch nachweisbare Chlorphenole im Klärschlamm beträgt bei I13 2010 etwa 10 Prozent der Belastung des Belebtschlamms. Bei I21 ist sie im Klärschlamm mit dem 1,6-Fachen dagegen deut-lich höher als im Belebtschlamm.


Für die Chlorphenole liegen keine Zielwerte oder Normvorschläge vor. Trend: Bei den beiden 2010 untersuchten industriellen Kläranlagen hat sich die Ge-samtbelastung des Klärschlamms mit Chlorphenolen gegenüber 2002/2003 im Fall von I13 drastisch (um das 20- bis 30-Fache) vermindert. Bei I21 wird gegenüber 2002 eine deutliche Reduktion des Chlorphenol-Gehalts beobachtet, gegenüber dem schon sehr niedrigen Wert für 2003 eine geringfügige Erhöhung (vgl. Tab. 04/2).

38

Kap. 05 Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)

1. Die 2002/2003 und 2010 untersuchten polyzyklischen aromati-schen Kohlenwasserstoffe (PAK)

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002/2003 bei 8 bzw. 9 KKA und bei 6 IKA die Konzentrationen der 16 polyzyklischen aromatischen Kohlenwasser-stoffen (PAK) im Klärschlamm bestimmt, die als EPA-PAK bezeichnet werden (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.07). Für 2010 liegen Messdaten zu den 16 EPA-PAK im Belebt- und Klärschlamm von 14 KKA (ohne die KKA Eppertshausen) und 6 IKA vor.

Übersicht 05/1: Die 2010 untersuchten polyzyklischen aromatischen Kohlen-wasserstoffe

6 PAK der Trinkwasserverord-nung von 1990 (TVO-PAK)

Fluoranthen

Benzo(b/j)fluoranthen

Benzo(k)fluoranthen

Benzo(a)pyren

Benzo(g,h,i)perylen

Indeno(1,2,3-cd)pyren

10 weitere PAK, zusammen mit TVO-PAK = WHO-PAK

Anthracen

Phenanthren

Pyren

Chrysen

Benz(a)anthracen

Naphthalin

Acenaphthylen

Dibenz(a,h)anthracen

Acenaphthen

Fluoren

Summe nach EPA exkl. BG

Summe nach EPA inkl. BG

Bei den Angaben für 2002/32003 und für 2010 ist ein geringfügiger analytischer Un-terschied zu beachten: Während für 2002/2003 Benzo(b)fluoranthen allein ausge-wiesen wurde, wird für 2010 das bei konventioneller GC/MS-Analytik mit Benzo(b)fluoranthen koeluierende Benzo(j)fluoranthen4 zusätzlich erfasst. Die Anga-ben für 2010 beziehen sich also auf Benzo(b/j)fluoranthen.

4 Robert Freeman, Resolving the Benzo(j)fluoranthene Challenge, http://www.restek.com/Technical-

Resources/Technical-Library/Environmental/env_A019

39


Betrachtet werden im Folgenden die Summenwerte für die 16 EPA-PAK und bei den KKA die Mittelwerte für die Leitparameter Fluoranthen, Benzo(a)pyren und Benzo(b)fluoranthen.

Klärschlämme KKA: Bei den kommunalen Kläranlagen streuten die EPA-PAK-Gehalte im Klärschlamm 2002/2003 zwischen 3.220 und 8.530 µg/kg TS, d.h. um den Faktor 2,6. Die Mittel-werte aller KKA betrugen 5.664 (2002) bzw. 5.246 µg/kg TS (2003). Höher belastete KKA waren Gießen, Limburg und Darmstadt, 2002 auch Hanau. Die Mittelwerte für die Leitparameter Fluoranthen und Benzo(a)pyren lagen in beiden Jahren bei 1 mg/kg TS (Fluoranthen) bzw. 0,45 mg/kg TS (Benzo[a]pyren), für Benzo(b)fluoranthen um 0,6 mg/kg TS.

Klärschlämme IKA: Bei den IKA zeigte sich eine sehr unterschiedliche Belastungssituation:

I41 wies 2002/2003 sehr geringe EPA-PAK-Werte auf (49 bzw. 59 µg/kg TS).

Bei vier Klärschlämmen (I11, I13, I21 und I31) lagen die Summenwerte zwischen 1.810 und 4.390 in 2002 und zwischen 263 und 2.482 in 2003 (mittlere Belas-tung).

Als sehr stark belastet erwies sich der Klärschlamm von I12 (1.680 bzw. 209 mg/kg TS in 2002/2003).



Tab. 05/1 enthält die Summenwerte der EPA-PAK für die 14 im Jahr 2010 beprobten KKA im Belebt- und Klärschlamm. Tabelle 05/1 lässt erkennen:

Deutliche Streuung der Belastungswerte sowohl beim Belebt-, als auch beim Klärschlamm. Die KKA Gießen zeigt in beiden Fälle mit 10,6 bzw. 19,6 mg/kg TS stark erhöhte, abweichende Werte.

Die Mittelwerte betragen für alle KKA (einschließlich Gießen) im Belebtschlamm 2 mg/kg TS, im Klärschlamm 4,4 mg/kg TS. Ohne die Extremwerte der KKA Gießen sind sie mit 1,4 und 3,2 mg/kg TS deutlich geringer.

Die Mittelwerte der „zusätzlichen“ KKA liegen bei 1,2 und 2,8 mg/kg TS, also noch etwas unterhalb des Durchschnitts ohne die KKA Gießen.

Die Mittelwerte der „alten“ KKA, ohne Gießen, betragen 1,5 und 3,5 mg/kg TS, sind also etwas höher als die der „zusätzlichen“ KKA.

40

Insgesamt sind die Belastungswerte der „zusätzlichen“ KKA, wenn die Extrem-werte der KKA Gießen unberücksichtigt bleiben, niedriger als die der „alten“ KKA.

Tab. 05/1: EPA-PAK-Gehalte im Belebt- und Klärschlamm von 14 KKA 2010



Summe nach EPA Klärschlamm

Summe nach EPA


Bad Homburg 1.154 2.660 230,5

Oberursel/Weißkirchen 1.305 3.362 257,6

Rodgau/Weiskirchen 1.335 3.897 291,9

Heusenstamm 1.377 2.329 169,1

Dietzenbach 687 1.510 219,8

Darmstadt, Zentralkläranlage 2.338 5.661 242,1

Frankfurt am Main / Niederrad/Griesheim 1.510 2.448 162,1

Frankfurt am Main / Sindlingen, Klärwerk 565 1.623 287,3

Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 1.686 3.921 232,6

Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 10.582 19.613 185,3

Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 1.071 4.370 408,0

Kassel / Wolfsanger, Klärwerk 1.096 3.397 309,9

Limburg A. D. Lahn / Staffel, Klärwerk 2.290 3.451 150,7

Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 1.249 3.132 250,8

Mittelwert alle KKA 2.018 4.384 217,3

Mittelwert alle KKA ohne Gießen 1.359 3.212 236,4

Mittelwert „zusätzliche“ KKA 1.172 2.752 234,9

Mittelwert „alte“ KKA 2.487 5.291 212,7

Mittelwert „alte“ KKA ohne Gießen 1.476 3.500 237,2

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die 2010 beprobt wurden. * Mittelwert einer Doppelmessung.

Belebtschlämme KKA: Nach Tabelle 05/1 liegt die Summe des Gehalts an EPA-PAK im Belebtschlamm der KKA bei den meisten Kläranlagen in der Größenordnung von 1.096 bis 2.338 µg/kg TS (Spanne: 2,1). Eine Ausnahme hiervon stellt einerseits die KKA Gießen mit einem sehr viel höheren Wert von 10.582 µg/kg TS dar. Andererseits weichen zwei KKA (Dietzenbach, Frankfurt/M.-Sindlingen) nach unten ab (565 bzw. 687 µg/kg TS). Der Mittelwert über alle KKA beträgt 2,0 mg/kg TS, der Mittelwert ohne die KKA Gießen 1,36 mg/kg TS.

Klärschlämme KKA: Bei den Klärschlämmen zeigt sich, auf erhöhtem Konzentrationsniveau, das gleiche Bild. Die beiden KKA mit den geringsten Werten im Belebtschlamm haben auch hier die niedrigsten PAK-Konzentrationen: Dietzenbach (1.510 µg/kg TS) und Frank-furt/M.-Sindlingen (1.623 µg/kg TS). Mit Ausnahme der KKA Gießen rangieren die PAK-Belastungen bei allen anderen KKA in der Größenordnung von 2.329 bis 5.661 µg/kg TS (Spanne: 2,4). Ausreißer nach oben ist Gießen mit 19.613 µg/kg TS. Der Mittelwert über alle KKA beträgt 4,4 mg/kg TS.

41

Tab. 05/2: Mittelwerte der EPA-PAK-Belastungen im Klärschlamm der KKA in den Jahren 2002, 2003 und 2010 (µg/kg TS) Jahr 2002 2003 2010

Mittelwert EPA-PAK gesamt 5.664 5.246 4.384

In Prozent von 2002 100 93 77,5

Verglichen mit 2002/2003 hat sich insofern nicht allzu viel verändert. Der Mittelwert der Klärschlamm-Belastungen hat sich von 5,7 bzw. 5,2 mg/kg TS in 2002/2003 auf 4,4 mg/kg TS nur leicht vermindert (Reduktion um 22 Prozent gegenüber 2002; Tab. 05/2). Bei den drei Leitparametern Fluoranthen, Benzo(a)pyren und Benzo(b/j)fluoranthen ist die Reduktion, gemessen an den Mittelwerten für die beprobten KKA, in 2010 ge-genüber 2002 etwas ausgeprägter (Tab. 05/3): Die Belastung geht hier von 2,2 mg/kg TS (2002) auf 1,5 mg/kg TS oder um 33 Prozent zurück.

Tab. 05/3: Mittelwerte der drei Leitparameter Fluoranthen, Benzo(a)pyren und Benzo(b/j)fluoranthen im Klärschlamm der KKA 2002, 2003 und 2010 (µg/kg TS) PAK 2002 2003 2010

Fluoranthen 1.065 920 647

Benzo(a)pyren 478 393 297

Benzo(b/j)fluoranthen 677 555 542

Summe 2.220 1.868 1.486

In Prozent von 2002 100 84 67

Als höher belastete KKA (Summenbelastung im KS > Mittelwert für alle KKA; vgl. Tab. 05/1) muss 2010 in erster Linie Gießen genannt werden, ferner Darmstadt und Hanau. Diese drei gehörten, wie oben erwähnt, auch 2002/2003 zu den höher belas-teten KKA.


Die Summenwerte für die die IKA in 2010 sind in Tabelle 05/4 zusammengefasst.

Tab. 05/4: EPA-PAK-Gehalte im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010 Konzentration (µg/kg TS)


Summe nach EPA Klärschlamm

Summe nach EPA Belastungsvergleich

KS/BS (%)

I21 2.256 3.116 138,1

I13 232 1.906 821,6

I11 257 650 252,9

I31 1.332 1.736 130,3

I41* 212 318 150,0

I12 29.586 126.223 426,6

* Mittelwert einer Doppelmessung.

42

Belebtschlämme IKA: Beim Belebtschlamm weisen 3 IKA vergleichsweise niedrige Werte aus. Diese Werte liegen noch unter den niedrigsten PAK-Gehalten der kommunalen Belebtschlämme. Es handelt sich um I11, I13 und I41 mit Konzentrationen von 212-257 µg/kg TS (Spanne 1,2). 2 IKA weisen mittlere Belastungen auf (I21 und I31) mit Werten von 1.4332 bis 2.256 µg/kg TS. Stark erhöht ist der PAK-Gehalt bei I12 mit 29.586 µg/kg TS; das ist fast das 140-Fache der PAK-Konzentration im Belebtschlamm der am geringsten belasteten IKA (I41).

Klärschlämme IKA: Im Klärschlamm (Tab. 05/4) zeigt sich die gleiche Struktur mit nur geringfügigen Ab-weichungen:

I11, I13 und I41 haben niedrige Belastungen deutlich unter den Klärschlammge-halten der KKA (318 bis 1.906 µg/kg TS). Die Spanne (6,0) ist dabei weit größer als beim Belebtschlamm.

I31 und I21 zeigen mittlere Belastungswerte (1.736 bis 3.116), die dem Niveau der KKA entsprechen.

Bei I12 wurden 126,2 mg/kg TS EPA-PAK gefunden (78 Prozent hiervon entfallen auf Phenanthren, Fluoranthen und Pyren; im Belebtschlamm machten die drei PAK bei I12 50 Prozent aus).

Vergleich zu 2002/2003: Bei den gering und mittelstark belasteten IKA veränder-ten sich die PAK-Gehalte kaum (die Spanne lag hier 2002/2003 bei 49 bis 4.390 µg/kg TS im Vergleich zu 318 bis 3.11.6 µg/kg TS im Jahr 2010). Bei der hochbe-lasteten IKA I12 reduzierten sie sich dagegen von 1.680 mg/kg TS in 2002 und 209 mg/kg TS in 2003 auf 126 mg/kg TS in 2010.

Mittelwertbildung macht bei den IKA wegen der großen Spreizung keinen Sinn.


Bei den KKA übersteigen die EPA-PAK-Gehalte im Klärschlamm die Konzentrationen im Belebtschlamm im Durchschnitt um das 2,2-Fache (Tab. 05/1). Die Spanne im Verhältnis der KS- zur BS-Belastung reicht von 151 Prozent (Limburg) bis 408 Pro-zent (Hanau). Bei den IKA ist die Spanne größer. Bei vier IKA macht der PAK-Gehalt im Klär-schlamm zwischen 130 und 253 Prozent aus, bei den restlichen beiden (I12 und I13) 427 bzw. 822 Prozent.


Für den PAK-Gehalt im Klärschlamm gibt es eine Reihe von Norm-Vorschlägen (HLUG 2009: Übers. 6.07.2).

43

Der Norm-Vorschlag von Schnaak für die Summe der EPA-PAK (20 mg/kg TS) wur-de 2010 von allen kommunalen Kläranlagen eingehalten. Der Mittelwert aller Kläran-lagen lag bei 4,4 mg/kg TS. Der Extremwert betrug 19,6 mg/kg TS (KKA Gie-ßen/Margaretenhütte; vgl. Tab. 05/1). Die Norm-Vorschläge der LUFA Hameln für die 2010 analysierten Leitparameter Fluoranthen (3 mg/kg TS), Benzo(b)fluoranthen (1,5 mg/kg TS) und Benzo(a)pyren (1 mg/kg TS) wurden durchgehend unterschritten. Dies gilt bei den 14 kommunalen Kläranlagen für alle Einzelwerte wie für die Mittelwerte (zu letzteren vgl. Tab. 05/3). Auch bei der kommunalen Kläranlage mit den höchsten PAK-Gehalten im Klär-schlamm, der KKA Gießen/Margaretenhütte, wurden die Norm-Vorschläge für Fluoranthen und Benzo(b)fluoranthen eingehalten. Bei Benzo(a)pyren wurde der Normvorschlag von 1 mg/kg TS dagegen mit 2,3 mg/kg TS deutlich überschritten. Bei den industriellen Kläranlagen, für die die genannten Norm-Vorschläge nicht ent-wickelt wurden, ergaben sich mit Ausnahme der stark belasteten IKA I12 Konzentra-tionen der 6 EPA-PAK unterhalb der o.a. Norm-Vorschläge (vgl. Tab. 05/4). Bei I12 war der Summenwert für die EPA-PAK dagegen sechs Mal größer. Trend: Bei den kommunalen Klärschlämmen verminderte sich die EPA-PAK-Belastung in 2010 gegenüber 2002/2003 um ca. 20 Prozent (Tab. 05/2), bei den drei Leitparametern Fluoranthen, Benzo(a)pyren und Benzo(b/j)fluoranthen um annä-hernd ein Drittel. Die PAK-Belastung im Klärschlamm der industriellen Kläranlagen veränderte sich bei den gering und mittelstark belasteten IKA kaum, bei der hochbelasteten IKA I12 da-gegen deutlich (vgl. die Interpretation zu Tab. 05/4, oben).

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Kap. 06 Zinnorganika

1. Die 2002/2003 und 2010 untersuchten Zinnorganika

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002/2003 8 verschiedene Zinnorganika (OZV, Organozinnverbindungen) im Klärschlamm bei 9 KKA und 6 bzw. 5 IKA bestimmt (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.08). Für 2010 liegen Messdaten zu sechs dieser Zinnorganika im Belebt- und Klär-schlamm von 15 KKA und 6 IKA vor. Im Gegensatz zu 2002/2003 nicht analysiert wurden die Kationen von Monooctylzinn und Tricyclohexylzinn.

Übersicht 06/1: Die 2010 untersuchten Zinnorganika

Monobutylzinn-Kation

Dibutylzinn-Kation

Tributylzinn-Kation

Tetrabutylzinn-Kation

Dioctylzinn-Kation

Triphenylzinn-Kation


Klärschlämme KKA: Bei den 9 in den Jahren 2002 und 2003 beprobten KKA ergab sich eine Gesamtbe-lastung mit OZV (8 Verbindungen) zwischen 266 und 1.166 µg/kg TS. Der Mittelwert betrug 478 (2002) bzw. 504 µg/kg TS (2003). Die Belastung der einzelnen KKA variierte nicht sehr stark. Die Spanne bei den OZV-Gesamtwerten lag 2002/2003 bei 1:3 bzw. 1:4. Von den einzelnen OZV dominierten Monobutylzinn und Dibutylzinn mit einem Anteil an der Gesamtbelastung von ca. 30 Prozent bzw. 47 Prozent. Tributylzinn hatte ei-nen Anteil von ca. 5 Prozent, Monooctylzinn von 8 Prozent, Dioctyzinn von etwas über 10 Prozent. Tetrabutylzinn und Triphenylzinn waren oberhalb der Bestim-mungsgrenze kaum nachweisbar. Die toxischeren triorganischen Verbindungen hatten in der Vergangenheit als Biozide und Antifouling-Farben Verwendung gefunden. Ihr Anteil an der als Referenzwert herangezogenen Summe von fünf OZV (Mono-, Di- und Tributylzinn, Triphenylzinn und Dioctylzinn) machte 2002/2003 zwischen 6,8 Prozent und 4,7 Prozent aus.

Klärschlämme IKA:

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Die IKA (2002: 6 IKA, 2003: 5, ohne I11) ließen sich in solche mit leicht-, mittel- und hochbelastetem Klärschlamm eingruppieren.

Bei den geringfügig belasteten Klärschlämmen der Betriebe I13, I12 und I21 be-wegte sich die Gesamt-OZV-Belastung zwischen 19 und 61 µg/kg TS.

Bei den schwach belasteten Betrieben (I11, I31) lagen die Konzentrationen in der Größenordnung von 300 bis 2.300 µg/kg TS.

Als hochbelastet erwies sich der Klärschlamm eines OZV-Herstellers (I41) mit 52 bzw. 78 mg/kg TS Gesamtbelastung.

Die Zusammensetzung der OZV-Belastung variierte zwischen den Betrieben: Mono- und Dibutylzinn machten zwar überall den Löwenanteil aus. Ihr Anteil war bei den nur leicht oder mittelbelasteten Klärschlämmen jedoch deutlich größer als im hochbelas-teten Klärschlamm von I41 (OZV-Hersteller). Bei I41 entfielen herstellungsbedingt auf die quantitativ sonst nur sekundären Verbindungen Monooctylzinn und Dioctylzinn große Anteile (um die 25 Prozent bzw. 16 Prozent der Gesamtbelastung). Der Anteil der triorganischen OZV war bei allen IKA sehr gering, auch bei I41 (Herstellung von Stabilisatoren, nicht von Bioziden).


Im Folgenden wird die Belastung der KKA und IKA mit den sechs analysierten Organozinn-Verbindungen nach Gesamtbelastung sowie Spannen und Mittelwerten der einzelnen Parameter im Belebt- und Klärschlamm im Jahr 2010 vorgestellt. Zu beachten ist der bereits erwähnte Umstand, dass 2010 Monooctylzinn und Tricyclohexylzinn nicht analysiert wurden. Während Tricyclohexylzinn 2002/2003 meist nicht nachgewiesen werden konnte, machte Monooctylzinn beim Klärschlamm der kommunalen Kläranlagen 2002 und 2003 rund 8,1 Prozent der OZV-Belastung (8 Verbindungen) aus (HLUG 2009, S. 08/21, Tab. 6.08.11).


Tabelle 06/1 enthält die Summenwerte der untersuchten sechs Organozinn-Verbindungen im Belebt- und im Klärschlamm für die 15 im Jahr 2010 beprobten KKA. Die Tabelle lässt erkennen:

Die Organozinn-Belastung ist bei den einzelnen KKA im Wesentlichen recht ähn-lich (Details zu Extrema und Streuungsfaktoren s.u.).

Die Mittelwerte der „zusätzlichen“ KKA liegen mit 326 µg/kg TS im Belebtschlamm und 329 µg/kg TS im Klärschlamm deutlich unter jenen für die „al-ten“ KKA (452 respektive 551 µg/kg TS). Die „zusätzlichen“ KKA weisen also im Durchschnitt eine geringere Belastung auf.

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Tab. 06/1: Organozinn-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010

Konzentration (Summe der 6 OZV)

(µg/kg TS)


Klärschlamm


Bad Homburg 311,3 573,9 184,4




Heusenstamm 354,6 254,5 71,8

Dietzenbach 264,7 160,8 60,7

Darmstadt, Zentralkläranlage 278,8 387,0 138,8

Frankfurt am Main / Niederrad/Griesheim 238,5 270,7 113,5


Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 509,9 449,8 88,2


Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 321,7 420,7 130,8




Mittelwert alle KKA 311,2 361,5 116,2


Mittelwert „alte“ KKA 301,2 382,8 127,1

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden. * Mittelwert einer Doppelmessung

Belebtschlämme KKA: Der Mittelwert der Gesamtbelastung mit den 6 OZV beträgt beim Belebtschlamm 311 µg/kg TS. Die Belastungswerte der einzelnen KKA streuen i.d.R. nicht sehr stark. Der Streuungsfaktor zwischen der am niedrigsten und der am höchsten belasteten KKA beträgt 4,1. Zwei KKA (Eppertshausen und Fulda-Gläserzell) fallen durch erhöhte Belastung auf. Frankfurt/M.-Sindlingen zeigt einen vergleichsweise niedrigen Wert. Bei den übrigen KKA liegen die Belastungswerte zwischen 203,8 und 373,8 µg/kg TS (Faktor 1,8).

Tab. 06/2: Organozinn-Verbindungen im Belebtschlamm von 15 KKA 2010 (µg/kg TS)

Parameter Spanne 2010 Mittelwert 2010 KKA mit erhöhter Belastung (>MW + 20%)

Monobutylzinn 82,2-227 153,8 Oberursel, Eppertshausen, Ha-nau, Kassel

Dibutylzinn 25,8-198 100,9 Eppertshausen, Heusenstamm, Gießen, Limburg

Tributylzinn 5,9-17,5 9,5 Fulda, Gießen, Kassel

Tetrabutylzinn nn -

Triphenylzinn nn -

Dioctylzinn 10,9-56 33,6 Eppertshausen, Fulda, Kassel, Limburg

Gesamtbelastung der KKA mit OZV

124,8-498,5 297,8 Eppertshausen, Heusenstamm, Gießen, Kassel

* Unterstrichen: KKA mit Höchstwert

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Bei den einzelnen Parametern ist die Belastungsspanne über alle KKA in erster Linie abhängig von der Höhe der jeweiligen Gesamtbelastung. Daneben spielen auch un-terschiedliche Anteile der einzelnen OZV eine Rolle (der Monobutylzinn-Anteil beträgt bei Eppertshausen z.B. 46,3 Prozent, bei Frankfurt/M.-Sindlingen 65,9 Prozent). Gemessen an den Mittelwerten dominieren Mono- und Dibutylzinn mit einem jeweili-gen Anteil von 51,6 bzw. 33,9 Prozent (Tab. 06/2). Als KKA mit erhöhter Belastung werden hier solche genannt, bei denen der OZV-Gehalt im Belebtschlamm um 20 Prozent über dem Mittelwert lag (2002/2003 wurden jene KKA hervorgehoben, deren OZV-Gehalte in beiden Jahren >MW waren).

Klärschlämme KKA: Der Mittelwert der Gesamtbelastung mit den 6 OZV beträgt im Klärschlamm 361,5 µg/kg TS. (Tab. 06/1). Die Gesamtbelastung streut bei den KKA von 160,8 µg/kg TS (Dietzenbach) bis 573,9 µg/kg TS (Bad Homburg). Der Streuungsfaktor (3,6) ist et-was niedriger als beim Belebtschlamm (4,1). Deutliche Abweichungen nach oben zeigen die KKA Bad Homburg und Wiesbaden. Niedrige Werte ergaben sich für Diet-zenbach und Limburg. Für die restlichen KKA beträgt der Streuungsfaktor 1,8. Dies entspricht auch den o.a. Verhältnissen beim Belebtschlamm. 2002/2003 hatte sich als Gesamtbelastung mit OZV im Klärschlamm für die KKA ein Mittelwert von 478 (2002) bzw. 504 µg/kg TS (2003) ergeben. 8,1 Prozent hiervon entfielen auf Monooctylzinn. Die um dessen Anteil verminderten Vergleichswerte be-tragen daher 439 bzw. 463 µg/kg TS. Hieran gemessen ist die OZV-Gesamtbelastung im Klärschlamm 2010 (352,1 µg/kg TS im Durchschnitt) um ca. 22 Prozent gegenüber 2002/2003 zurückgegangen.

Tab. 06/3: Organozinn-Verbindungen im Klärschlamm von 15 KKA 2010 (µg/kg TS)

Parameter Spanne 2010 Mittelwert 2010 KKA mit erhöhter Belastung (>MW + 20%)*

Monobutylzinn 85-272 125,5 Bad Homburg, Rodgau, Wiesba-den

Dibutylzinn 36,5-331 167,6 Bad Homburg, Eppertshausen, Fulda, Gießen, Hanau, Wiesba-den

Tributylzinn 3,2-23,6 10,9 Darmstadt, Frankfurt/M.-Sindlingen, Fulda, Gießen, Kas-sel

Tetrabutylzinn nn - -

Triphenylzinn nn - -

Dioctylzinn 14,8-77,5 48,1 Eppertshausen, Darmstadt, Ful-da, Kassel

Gesamtbelastung der KKA mit OZV

160,8-573,9 352,1 Bad Homburg, Eppertshausen, Fulda, Wiesbaden

* Unterstrichen: KKA mit Höchstwert

KKA mit erhöhter Belastung sind auch hier solche, bei denen der OZV-Gehalt im Klärschlamm um 20 Prozent über dem Mittelwert lag (2002/2003: KKA, deren OZV-Gehalte in beiden Jahren >MW waren). Die Spitzenreiter bei den einzelnen Parame-

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tern wechseln (Bad Homburg, Wiesbaden, Gießen, Darmstadt). Beim Belebtschlamm ist dies fast immer Eppertshausen. Die Anteile der einzelnen OZV an der Gesamtbelastung (hier gemessen an den Mit-telwerten) betragen für Monobutylzinn 35,6 Prozent, für Dibutylzinn 47,6 Prozent, für Dioctylzinn 13,7 Prozent sowie für Tributylzinn 3,1 Prozent. Diese Werte sind etwas höher als die für 2002/2003 bestimmten Anteile der einzelnen Parameter, was sich durch den Wegfall von Monooctylzinn erklärt, das 2002/2003 einen Anteil von 8,1 Prozent an der Gesamtbelastung hatte, Im Jahr 2010 aber nicht analysiert wurde. Ansonsten stimmt die OZV-Zusammensetzung bei den KKA mit jener von 2002/2003 gut überein. Der Anteil der inzwischen nicht mehr zur Verwendung zugelassenen triorganischen Verbindungen (Biozide, Antifouling-Farben) an der Summe der 5 OZV (Mono-, Di- und Tributylzinn, Triphenylzinn und Dioctylzinn) ist 2010 im Vergleich zu 2002/2003 (6,8 bzw. 4,7 Prozent) mit 3,1 Prozent vermindert (berechnet nach Tab. 06/3).


Die für 2010 erhobenen Summenwerte der 6 OZV im Belebt- und im Klärschlamm der IKA sind in Tabelle 06/4 zusammengefasst. Auch hier ist auf die Nichtberücksich-tigung von Monooctyl- und Tricyclohexylzinn in 2010 zu verweisen, wenn mit den Jahren 2002/2003 verglichen wird. Die Tabelle lässt die extrem unterschiedlich star-ke Belastung der einzelnen IKA mit OZV gut erkennen. Wie 2002/2003 muss auch hier nach schwach, mittel- und hochbelasteten Belebt- und Klärschlämmen unter-schiedenen werden. Eine Mittelwertbildung über alle Kläranlagen, wie bei den KKA, ist hier wegen der extrem unterschiedlichen Belastung nicht aussagekräftig.

Tab. 06/4: Organozinn-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010

Konzentration (Summe der 6 OZV)

(µg/kg TS)

Industrielle Kläranla-ge

Belebtschlamm

Klärschlamm


I21 56,0 86,5 154,5

I13 9,2 10,9 118,5

I11 82,6 1.095,9 1.326,8

I31 2.701,1 1.867,0 69,1

I41 19.184,0 1.215.646,0 6.336,7

I12 139,4 153,8 110,3

Belebtschlämme IKA: Mit allen OZV im Belebtschlamm gering belastet sind die IKA I21, I13, I11 und I12. Dies sind die IKA, deren OZV-Gesamtbelastung zwischen 9,2 und 139,4 µg/kg TS liegt (Tab. 06/4). Die starke Streuung (Faktor 15,2) zwischen den IKA zeigt sich auch auf der Ebene der einzelnen Parameter (Tab. 06/5).

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Demgegenüber deutlich stärker belastet ist I31: Die Gesamtbelastung beträgt hier 2,7 mg/kg TS. Der Herstellerbetrieb von OZV, I41, weist im Vergleich zu I31 um den Faktor 7 höhere Werte auf (19,2 mg/kg TS).

Tab. 06/5: Organozinn-Verbindungen im Belebtschlamm von 6 IKA 2010 (µg/kg TS) Parameter Geringe Belastung Mittlere Belastung Hohe Belastung

Monobutylzinn 5,4-83

(I21, I13, I11, I12) 1.110 (I31) 9.855 (I41)

Dibutylzinn 3,8-44

(I21, I13, I11, I12) 1.350 (I31) 6.365 (I41)

Tributylzinn <BG-36,9

(I21, I13, I11, I31, I12)

389 (I41) -

Tetrabutylzinn - - -

Triphenylzinn - - -

Dioctylzinn <BG-18,2

(I21, I13, I11, I12) 227 (I31) 2.875 (I41)

Klärschlämme IKA: Im Klärschlamm ist die Spreizung der OZV-Gehalte zwischen den verschiedenen IKA noch ausgeprägter als im Belebtschlamm (Tab. 06/4):

Drei Betriebe haben eine niedrige OZV-Gesamtbelastung: I21, I13 und I12 (Be-lastungshöhe zwischen 10,9 und 153,8 µg/kg TS). 2002/2003 wurden hier zwi-schen 19 und 61 µg/kg TS gemessen (8 OZV). Die absoluten Belastungen sind hier wesentlich niedriger als bei den KKA. Dies entspricht auch den Verhältnissen 2002/2003.

I11 und I31 weisen Konzentrationswerte im Bereich von 1,1 bis 1,9 mg/kg TS auf (2002/2003: 0,3-2,3 mg/kg TS). Die Belastungen sind insofern um das 3- bis an-nähernd 6-Fache größer als bei den KKA (vgl. Tab. 06/1).

Bei I41 (Hersteller) beträgt die OZV-Konzentration im Klärschlamm 1,2 g/kg TS. 2002/2003 war die Konzentration mit 52 bzw.78 mg/kg TS wesentlich niedriger.

Tab. 06/6: Organozinn-Verbindungen im Klärschlamm von 6 IKA 2010 (µg/kg TS) Parameter Geringe Belastung Mittlere Belastung Hohe Belastung

Monobutylzinn 5,3-97,7 (I21, I13, I12)

105-766 (I11, I31) 265.000 (I41)

Dibutylzinn 5,6-39,4 (I21, I13, I12)

534-877 (I11, I31) 499.500 (I41)

Tributylzinn <BG-11,7 (I21, I13, I31, I12)

323 (I11) 24.350 (I41)

Tetrabutylzinn <BG – 3,0 (I21, I13, I11, I12, I31)

296 (I41) -

Triphenylzinn - - -

Dioctylzinn <BG-10 (I21, I13, I12)

132-215 (I11, I31) 426.500 (I41)

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Der Vergleich zu 2002/2003 zeigt mit Ausnahme von I41 gleiche Größenordnungen, wobei das Niveau 2010 z.T. etwas höher liegt. Für I41 ergibt sich jedoch eine Steige-rung um das 15- bis 20-Fache. Die starke Anreicherung im Klärschlamm zeigt sich auch an dem hohen Anreicherungsfaktor im Vergleich von Klärschlamm zu Belebtschlamm bei I41 (aber auch bei I11) (vgl. Tab. 06/4). Die Belastungsanteile der einzelnen OZV (vgl. Tab.06/6) variieren auch 2010 bei den einzelnen IKA.

Wie in den früheren Jahren stellen Mono- und Dibutylzinn zusammen die Masse der im Klärschlamm gefundenen OZV. Ihr Anteil beträgt bei der niedrig belasteten I21 an der Gesamtbelastung fast 87 Prozent, bei I11 ca. 58 Prozent und beim Hersteller I41 knapp 63 Prozent.

Das Verhältnis von Mono- zu Dibutylzinn ist allerdings unterschiedlich: Bei I21 beträgt es etwa 1:1, bei I11 1:5 und bei I41 1:2.

Der Dioctylzinn-Anteil macht bei I21 und I11 zwischen 10 und 12 Prozent aus, bei I41 ist er mit 35 Prozent wesentlich höher.

Der Anteil der triorganischen Verbindungen, der 2002/2003 bei den IKA sehr ge-ring war, erreicht 2010 bei schwach (I21) wie extrem belasteten Klärschlämmen (I41) einen Wert von 2 Prozent; er ist bei I11 mit 29,5 Prozent überraschend hoch, anders als 2002 (2003 nicht beprobt).


Bei den KKA zeigt sich nur eine schwache Anreicherung im Klärschlamm gegenüber dem Belebtschlamm (Tab. 06/1). Der OZV-Gehalt im Klärschlamm ist im Mittel um 18 Prozent größer als im Belebtschlamm Die Tendenz ist jedoch uneinheitlich. Bei 8 von 15 KKA ist er im Klärschlamm größer als im Belebtschlamm, bei 7 dagegen kleiner. Die Konzentration im Klärschlamm macht bei der KKA Dietzenbach nur etwa 61 Pro-zent von der des Belebtschlamms aus, bei der KKA Frankfurt/M.-Sindlingen dagegen knapp 291 Prozent. Bei den IKA (Tab. 06/4) ist das Bild noch extremer: Bei I31 ist die KS-Konzentration deutlich kleiner als die BS-Konzentration (KS in Prozent von BS: 69 Prozent); bei I21, I13 und I12 bewegt sich der OZV-Gehalt im Klärschlamm in der Größenordnung von 110 bis 155 Prozent der Konzentration im Belebtschlamm. Bei I11 und besonders I41 ist sie wesentlich höher, und zwar um das 13,3- bzw. 63,4-Fache.


Für Zinnorganika im Klärschlamm gibt es als Bewertungsgrundlage nur den Norm-Vorschlag von Schnaak für Tributylzinnoxid in Höhe von 10 mg/kg TS (vgl. HLUG 2009: Übers. 6.08.3). Dieser Wert wurde 2010 (wie 2002/2003) bei allen kommuna-len Kläranlagen mit großem Abstand eingehalten (die TBT-Gehalte bewegten sich zwischen 3,2 und 23,6 µg/kg TS; vgl. Tab. 06/3). Im Falle der industriellen Kläranlagen (für deren Klärschlämme der Norm-Vorschlag nicht entwickelt wurde), lag die TBT-Belastung von 5 der 6 IKA deutlich unter dem

51

o.a. Wert (<BG bis 323 µg/kg TS; vgl. Tab. 06/6), im Fall der hoch belasteten IKA I41 dagegen bei 24,4 mg/kg TS, also deutlich über dem Wert von 10 mg/kg TS. Trend: Bei den kommunalen Kläranlagen ist für 2010 im Vergleich zu 2002/2003 ein Rückgang der OZV-Gesamtbelastung um etwa ein Fünftel zu konstatieren. Anders bei den industriellen Kläranlagen, bei deren Klärschlämmen der OZV-Gehalt zumeist auf dem gleichen Niveau blieb, im Fall von I41 im Jahr 2010 gegenüber 2002/2003 jedoch drastisch angestiegen ist (von 52 bzw. 78 mg/kg TS auf 1,2 g/kg TS).

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Kap. 07 Alkylphenole

1. Die 2002/2003 und 2010 untersuchten Alkyphenole

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002/2003 Alkyphenole (Nonylphenol und Octylphenol sowie weitere Abbauprodukte von Nonyl- bzw. Octylphenolethoxylaten) in Klärschlämmen von neun kommunalen und sechs indust-riellen Kläranlagen bestimmt (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.09). Für 2010 liegen für Nonyl- und Octylphenol Daten zur Belebt- und Klärschlammbelas-tung von 15 KKA und 6 IKA vor.

Übersicht 07/1: Die 2010 untersuchten Alkylphenole

p-tert-Octylphenol

p-Nonylphenole


Klärschlämme KKA: Nonylphenol wurde 2002/2003 im kommunalen Klärschlamm (9 KKA) mit Werten zwischen 2,2 und 44,3 mg/kg TS nachgewiesen. Der Streuungsfaktor war in beiden Jahren relativ groß (2002: 17, 2003: 21). Die Mittelwerte der Klärschlammbelastung lagen bei 14,2 bzw. 14,0 mg/kg TS (ohne die stark belastete KKA Fulda bei 13,3 bzw. 10,2 mg/kg TS). Octylphenol trat mit niedrigeren Werten zwischen 0,1 und 4,32 mg/kg TS auf, wobei die Streuungsfaktoren in beiden Jahren größer als bei Nonylphenol waren (33 bzw. 24). Als Mittelwerte ergaben sich 0,83 und 0,99 mg/kg TS (ohne Fulda: 0,52 und 0,58 mg/kg TS). Das Verhältnis von Octyl- zu Nonyphenol im kommunalen Klärschlamm betrug etwa 1:15.

Klärschlämme IKA: In den industriellen Klärschlämmen wurden 2002 (n = 6) und 2003 (n = 5) deutlich niedrigere Alkylphenol-Werte gemessen. Die Nonylphenol-Werte machten etwa ein Drittel, die Octylphenol-Werte annähernd ein Zehntel der Belastungen aus, die bei den KKA gemessen wurden. Die Relation Octylphenol/Nonylphenol war damit auch niedriger als im kommunalen Klärschlamm (1:20 bis 1:30). Die Nonylphenol-Werte bewegten sich zwischen 0,43 und 14,9 mg/kg TS, wobei die IKA I41 die mit Abstand höchsten Werte erbrachte. Octylphenol wurde mit 0,00 bis 0,522 mg/kg TS nachgewiesen. Die Streuungsfaktoren waren bei beiden Verbindun-

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gen noch etwas größer als bei den KKA (Nonylphenol: 25 und 24; Octylphenol: >47 und >30).



Tabelle 07/1 gibt die Summe der Alkylphenole im Belebt- bzw. im Klärschlamm aller 15 KKA wieder. Das Verhältnis von Nonyl- zu Octylphenol liegt bei knapp 1:16 im Belebt- und bei ca. 1:14 im Klärschlamm. Dies entspricht etwa den Verhältnissen, wie sie für 2002/2003 im Klärschlamm berichtet wurden (1:15).

Tab. 07/1: Gesamtbelastung Alkylphenole im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010 (mg/kg TS)

Parameter Belebtschlamm Klärschlamm Belastungs-

vergleich KS/BS (%)

Summe Nonylphenol 7,206 78,142 1.084,4

Summe Octylphenol 0,459 5,525 1.225,1

Summe Alkyphenole 7,665 83,667 1.091,5

Verhältnis Octyl- zu Nonylphenol 1:15,7 1:14,1

Tabelle 07/2 enthält die Nonylphenol-Gehalte im Belebt- und Klärschlamm der 15 KKA.

Tab. 07/2: Nonylphenol-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010



Klärschlamm


Bad Homburg 1,064 10,115 950,7




Heusenstamm 0,429 8,234 1.919,3

Dietzenbach 0,295 8,336 2.825,8




Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 0,793 9,673 1.219,8

Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 0,347 5,214 1.502,6

Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 0,347 6,116 1.762,5


Limburg a. d. Lahn / Staffel, Klärwerk 0,236 3,883 1.645,3

Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 0,643 7,063 1.098,4

Mittelwert aller KKA 0,480 5,209 1.084,4

Mittelwert „zusätzliche“ KKA 0,513 5,496 1.070,9

Mittelwert „alte“ KKA 0,459 5,019 1.094,5

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden.

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Die Gehalte schwanken im Belebtschlamm zwischen 0,139 und 0,902 mg/kg TS (Streuungsfaktor 6,5). Im Klärschlamm ist die Spannbreite ungleich größer. Sie reicht von 0,537 mg/kg TS (Eppertshausen) bis zu 10,115 mg/kg TS (Bad Homburg). Der Streuungsfaktor beträgt damit 18,8. Ohne die beiden Extrema liegt er bei 6,9 (Ver-gleich Frankfurt/M.-Sindlingen mit Fulda-Gläserzell). Die Mittelwerte der „alten“ KKA betragen 0,459 mg/kg TS im Belebtschlamm und rund 5 mg/kg TS im Klärschlamm. Für die „zusätzlichen“ KKA ergeben sich 0,513 (Belebtschlamm) und ca. 5,5 mg/kg TS. Die Werte liegen insofern nicht allzu weit auseinander (zusammengefasste Mittelwerte aller KKA: 0,48 bzw. 5,2 mg/kg TS). Octylphenol (Tab. 07/3): Hier reicht die Spanne im Belebtschlamm von <BG (BG = 0,005 mg/kg TS; Limburg/L.) bis 0,171 mg/kg TS (Fulda), und im Klärschlamm von 0,055 mg/kg TS (Eppertshausen) bis 1,97 mg/kg TS (Fulda). Die Streuungsfaktoren betragen mithin 34 (Belebtschlamm) bzw. 36 (Klärschlamm). Sie sind also wesentlich größer als beim Nonylphenol. Die Mittelwerte der „zusätzlichen“ KKA (0,024 mg/kg TS im Belebtschlamm, 0,268 mg/kg TS im Klärschlamm) sind etwa um ein Drittel geringer als die der „alten“ KKA (0,035 bzw. 0,435 mg/kg TS).

Tab. 07/3: Octylphenol-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010



vergleich KS/BS (%)

Bad Homburg 0,077 0,485 629,9

Oberursel/Weißkirchen 0,017 0,237 1.394,1



Heusenstamm 0,020 0,222 1.110,0

Dietzenbach 0,011 0,542 4.927,3




Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 0,171 1,970 1.152,0

Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 0,020 0,381 1.905,0

Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 0,009 0,411 4.566,7


Limburg a. d. Lahn / Staffel, Klärwerk nn 0,113 -

Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 0,026 0,390 1.500,0

Mittelwert alle KKA 0,031 0,368 1.225,1

Mittelwert „zusätzliche“ KKA 0,024 0,268 1.102,1

Mittelwert „alte“ KKA 0,035 0,435 1.251,1

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden.

Im Vergleich zu 2002/2003 ergibt sich eine deutliche Verminderung der Klär-schlammbelastung bei den KKA:

55

Nonylphenol: 2002/2003 lag die Spanne bei 2,2 bis 44,3 mg/kg TS, 2010 bei 0,54 bis 10,12 mg/kg TS. Die Mittelwerte betrugen 2002/2003 ca. 14, 2010 ca. 5 mg/kg TS. Dies ist eine Reduktion um ca. zwei Drittel.

Octylphenol: Die Spanne reicht 2002/2003 von 0,1 bis 4,32 mg/kg TS, 2010 von 0,06 bis 1,97 mg/kg TS. Als Mittelwerte ergeben sich für 2002/2003 0,9 mg/kg TS, für 2010 dagegen 0,4 mg/kg TS. Hier beträgt die Reduktion ca. 50 Prozent.


Wie aus Tabelle 07/4 ersichtlich, übersteigt auch bei den IKA der Nonylphenol-Gehalt den Octylphenol-Gehalt, und zwar um das 5- (Belebtschlamm) bzw. 10-Fache (Klär-schlamm). Dies ist weniger als bei den KKA (vgl. Tab. 07/1) und entspricht den für 2002/2003 berichteten Verhältnissen.

Tab. 07/4: Gesamtbelastung Alkylphenole im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010 (mg/kg TS)

Parameter Belebtschlamm Klärschlamm Belastungs-

vergleich KS/BS (%)

Summe Nonylphenol 6,392 522,193 8.169,5

Summe Octylphenol 1,446 57,339 3.965,4

Summe Alkyphenole 7,838 579,532 7.393,9

Verhältnis Octyl- zu Nonylphenol 1:5,4 1:10

Die Nonylphenol-Belastungen (Tab. 07/5) im Belebtschlamm liegen bei den 4 IKA I21, I13, I11 und I12 relativ nahe beieinander (Spanne 0,122 bis 0,244 mg/kg TS). I31 weist eine etwas höhere Belastung auf. Der Streuungsfaktor für die 5 IKA beträgt 4,4. Ihnen gegenüber ist der Wert für I41 mit 5,2 mg/kg TS wesentlich höher. Er beträgt das 42-Fache der bei der am geringsten belastete IKA I13 gemessenen Konzentration. Im Klärschlamm ist die Werte-Spanne für die fünf Betriebe I21, I13, I11, I31 und I12 mit 0,102 bis 1,282 mg/kg TS (Faktor 12,6) deutlich größer als im Belebtschlamm (dort Faktor 4,4). Und auch die Belastung von I41 ist im Verhältnis zum niedrigsten Messwert (I13: 0,102 mg/kg TS) mit 519 mg/kg TS exorbitant höher (Faktor 5089).

Tab. 07/5: Nonylphenol-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010



Klärschlamm


I21 0,150 0,492 328,0

I13 0,122 0,102 83,6

I11 0,244 1,282 525,4

I31 0,534 1,034 193,6

I41* 5,159 519,100 10.062,0

I12 0,183 0,183 100,0

*Doppelmessung

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Das gleiche Bild zeigt sich bei Octylphenol (Tab. 07/6): Im Belebtschlamm war es bei zwei IKA nicht nachweisbar (I13, I11) und bei zwei weiteren nur geringfügig vertreten (I31 und I12). Den zehnfachen Wert zeigte I21. Bei I41 steigt die Konzentration auf 1,1 mg/kg TS. Streuungsfaktor insgesamt: 48 (ohne die beiden IKA <BG).

Tab. 07/6: Octylphenol-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010



vergleich KS/BS (%)

I21 0,278 1,222 439,6

I13 nn 0,012 -

I11 nn 0,141 -

I31 0,023 0,079 343,5

I41* 1,113 55,850 5.018,0

I12 0,032 0,035 109,4

*Doppelmessung

Beim Klärschlamm weicht I41 gleichfalls extrem vom sonstigen Belastungsbild ab: Der Wert ist hier mit 55,9 mg ca. 4.654-mal größer als für I13, die IKA mit der ge-ringsten Belastung (12 µg/kg TS). Der Vergleich zu 2002/2003 wird durch die 2010 exorbitant hohen Werte von I41 verzerrt. Eine Verminderung der Nonylphenol-Belastung ist, wenn I41 unberücksichtigt bleibt, eindeutig. Dies ist auch bei Nichtberücksichtigung von I41 bei Octylphenol nicht der Fall:

2002/2003 lag die Spanne für Nonylphenol im Klärschlamm bei 0,43 bis 14,9 mg/kg TS (ohne den Höchstwert von I41: 0,43 bis 7,12 mg/kg TS). 2010 beträgt sie 0,1 bis 519 mg/kg TS, ohne I41 aber 0,1 bis 1,3 mg/kg TS. Dies bedeutet oh-ne I41 eine starke Verminderung auf annähernd ein Viertel. Bei I41 ergibt sich aber eine drastische Steigerung gegenüber 2002/2003 um das 34-Fache.

Beim Octylphenol wurden 2002/2003 Werte zwischen <BG und 0,5 mg/kg TS gemessen, 2010 waren es 0,01 bis 55,9 mg/kg TS (Höchstwert: I41). Ohne I41 beträgt die Spanne 0,01 bis 1,22. Letzteres wäre etwa eine Verdoppelung. Bei I41 ist sogar eine Verhundertfachung der Klärschlammbelastung zu konstatieren.


Nonyl- und Octylphenol werden im Klärschlamm gegenüber dem Belebtschlamm bei allen KKA – wenn auch in unterschiedlichem Maße – angereichert (vgl. Tab. 07/2 und 07/3): Bei Nonylphenol beträgt der Anreicherungsfaktor im Schnitt (alle KKA) das 10- bis 11-Fache (Tab. 07/2). Zwischen „alten“ und „zusätzlichen“ KKA gibt es de facto kei-nen Unterschied. Bei Octylphenol ist der Anreicherungsfaktor mit 11 („zusätzliche“ KKA) bis 12,5 („alte“ KKA) noch etwas höher (Tab. 07/3).

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Bei den IKA (vgl. Tab. 07/5 und 07/6) ist die Anreicherung vom Belebtschlamm zum Klärschlamm i.d.R. sehr viel geringer als bei den KKA, in einigen Fällen sind die Konzentrationen auch gleich (I12) oder (ein Fall, I 13, Nonylphenol) im Klärschlamm sogar geringer als im Belebtschlamm (vgl. Tab. 07/5). Sonst beträgt sie etwa das 2 bis 5-Fache. Ausnahme ist auch hier I41 mit einer Steigerung auf das 50- (Octylphenol) bzw. 100-Fache (Nonylphenol).


Für Nonylphenol im Klärschlamm liegt ein Norm-Vorschlag von Schnaak vor in Höhe von 60 mg/kg TS (vgl. HLUG 2009: Übers. 6.09.2). Wie Tab. 07/2 entnommen werden kann, wurde dieser Wert 2010 regelmäßig unter-schritten (Mittelwert aller kommunalen Kläranlagen: 5,5 mg/kg TS; Maximum: 10,1 mg/kg TS). Die Belastung mit Octylphenol war etwa um den Faktor 10 geringer. Bei den industriellen Kläranlagen ist die Nonylphenol-Belastung i.d.R. niedriger als bei den kommunalen Kläranlagen (0,1-1,3 mg/kg TS), im Fall von I41 jedoch wesent-lich größer (519 mg/kg TS). Die Werte für Octylphenol sind auch hier um fast eine Zehnerpotenz geringer. Trend: Gegenüber 2002/2003 hat sich die Belastung der kommunalen Klärschlämme bei Nonylphenol um etwa zwei Drittel, bei Octylphenol etwa um die Hälfte vermindert. Bei den industriellen Kläranlagen ohne die hochbelastete I41 gehen die Nonylphenol-Gehalte auf etwa ein Viertel zurück, während die Octylphenol-Gehalte bei niedrigem Niveau zugenommen haben (Verdoppelung). Anders bei I41 (Steigerung der Belas-tung mit Nonylphenol um das 34-Fache, bei Octylphenol um das Hundertfache.

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Kap. 08 Polybromierte Diphenylether (PBDE)

1. Die 2002/2003 und 2010 untersuchten PBDE

Im Rahmen der Orientierenden Messungen wurden 2002/2003 Polybromierte Diphenylether (PBDE) im Klärschlamm bei 9 bzw. 8 KKA und 6 bzw. 5 IKA bestimmt (vgl. HLUG 2009: Kap. 6.18). Für 2010 liegen Messdaten zu PBDE im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA und 6 IKA vor. Bei den untersuchten PBDE handelte es sich um Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta- Octa-, Nona- und Deca-BDE.

Übersicht 08/1: Die 2010 untersuchten polybromierten Diphenylether

Tri-BDE BDE-17 BDE-28

Tetra-BDE BDE-47 BDE-49 BDE-66

Penta-BDE BDE-85 BDE-99 BDE-100 BDE-119

Hexa-BDE BDE-138 BDE-139 BDE-153 BDE-154

Hepta-BDE BDE-171 BDE-180 BDE-183

Octa-BDE BDE-196 BDE-197 BDE-201 BDE-203

Nona-BDE BDE-206 BDE-207 BDE-208

Deca-BDE BDE-209

Tab. 08/1: 2002/2003 und 2010 analysierte PBDE: Abweichungen im Sample Parameter 2002/2003 2010

Tri-BDE BDE 28, 37 BDE 17, 28

Tetra-BDE BDE 47, 66, 71, 75, 77 BDE 47, 49, 66

Hexa-BDE BDE 153, 154 BDE 138, 139, 153, 154

Hepta-BDE BDE 183, 190 BDE 171, 180, 183

Octa-BDE Summe BDE* BDE 196, 197, 201, 203

* Octa-BDE = BDE 194-205

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Die Auswahl der einzelnen Kongenere in den Jahren 2002/2003 und 2010 ist nicht völlig identisch. Während die analysierten Kongenere bei Penta-, Nona- und Deca-BDE identisch waren, traten bei den anderen PBDE-Gruppen 2010 gegenüber 2002/2003 kleine Abweichungen entsprechend Tabelle 08/1 auf.


Klärschlämme KKA: 2002/2003 beträgt die Summe der im kommunalen Klärschlamm von 9 bzw. 8 KKA (2003 ohne Hanau) untersuchten PBDE 653,6 bzw. 591,2 µg/kg TS. Tabelle 08/2 gibt die Spannen und Mittelwerte für die einzelnen PBDE-Gruppen an, sowie deren Anteile am PBDE-Gesamtgehalt.

Tab. 08/2: PBDE im Klärschlamm von 9 bzw. 8 KKA 2002/2003 – Konzentrati-onsspannen und Mittelwerte (µg/kg TS)

Parameter Konzentrationsspanne Mittelwerte Anteile am PBDE-

Gesamtgehalt

Tri-BDE <BG-1,3 -/0,7 -

Tetra-BDE 5,6-127,0 65,5/49,4 10,0/8,4

Penta-BDE 10,5-190,0 97,0/81,4 14,8/13,8

Hexa-BDE 2,6-19,4 9,9/8,6 1,4/1,5

Hepta-BDE <BG-5,9 3,4/3,5 0,5/0,6

Octa-BDE <BG-18,8 -/9,6 -/1,6

Nona-BDE <BG-158,2 35,7/67,0 5,5/11,3

Deca-BDE 100,0-1.660,0 442,0/371,7 67,6/62,9

Summe PBDE 653,6/591,2

Die Belastung stieg von der niedrigst- zur höchstbelasteten KKA ohne besondere Stufung an. Als besonders belastet erwiesen sich die KKA Hanau und Wiesbaden. Von den PBDE-Gruppen dominierte Deca-BDE mit ca. 65 Prozent am Gesamtgehalt sowie Penta-BDE mit rund 14 Prozent, gefolgt von Nona-BDE mit ca. 8 Prozent. Auf diese drei PBDE entfielen damit 87 Prozent der PBDE.

Klärschlämme IKA: Verglichen mit den KKA war die PBDE-Belastung im Klärschlamm der 6 bzw. 5 IKA 2002/2003 deutlich niedriger. Einige PBDE konnten nicht oder nur in geringer Kon-zentration nachgewiesen werden (so Tri-, Hexa-, Hepta-BDE mit maximal 0,8-2 µg/kg TS, 2003; 2002 alle <BG). Bei Tetra-, Penta- und Deca-BDE reichten die Wer-te von <BG bis zu Spitzenwerten, die um den Faktor 10-12 (Tetra-, Penta-BDE) bzw. 5 (Deca-BDE) unter jenen der KKA lagen. Dabei war der PBDE-Gehalt zwischen den IKA deutlich abgestuft: 2003 war Deca-BDE als Leitparameter bei einer von 5 IKA nicht nachweisbar (I13, <BG [= 13,1 µg/kg TS]), bei zwei Betrieben (I12, I41) wurden nur geringe Belastungen festgestellt (17-24 µg/kg TS) und bei zwei weiteren Werte zwischen 113 und 350 µg/kg TS. Spitzenreiter waren I21 und I31.

60

Soweit auswertbar (2 Betriebe in 2003), dominierte Deca-BDE (ca. 73 Prozent am PBDE-Gesamtgehalt. Der Anteil von Penta-BDE lag bei gut 5 Prozent und der von Nona-BDE bei 13,6 Prozent (alle drei zusammen gut 90 Prozent).


Im Folgenden wird die Belastung der KKA und IKA mit PBDE nach Gesamtbelastung sowie Spannen und Mittelwerten der einzelnen Parameter-Gruppen im Belebt- und Klärschlamm im Jahr 2010 vorgestellt.


Tab. 08/3 enthält die Summenwerte der untersuchten PBDE (Basis: Messwerte) im Belebt- und im Klärschlamm für die 15 im Jahr 2010 beprobten KKA.

Tab. 08/3: PBDE-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010

Konzentration (Summe der PBDE)

(µg/kg TS)


vergleich KS/BS (%)

Bad Homburg 121,42 189,62 156,2




Heusenstamm 103,92 140,84 135,5

Dietzenbach 250,05 593,70 237,4

Darmstadt, Zentralkläranlage 162,51 232,87 143,3



Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 5.855,66 14.816,38 253,0


Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 3.494,25 4.058,56 116,1




Mittelwert alle KKA 765,90 1.453,21 189,7

Mittelwert alle KKA ohne Fulda 402,34 498,70 123,9

Mittelwert alle KKA ohne Fulda und Hanau 164,51 224,86 136,7


Mittelwert „alte“ KKA 1.178,21 2.255,49 191,4

Mittelwert „alte“ KKA ohne Fulda und Hanau 179,13 203,50 113,6

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die nur 2010 beprobt wurden. *Doppelmessung

Die Tabelle lässt erkennen:

Die PBDE-Belastung ist bei den einzelnen KKA im Wesentlichen recht ähnlich. Die ansteigenden Belastungen nehmen ohne besondere Abstufung zu. Ausnah-me: Zwei KKA fallen mit sehr hohen Werten aus dem Rahmen. Dies sind die KKA

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Fulda und Hanau mit Belastungswerten von annähernd 5,86 bzw. 3,49 mg/kg TS im Belebtschlamm sowie 14,82 bzw. 4,06 mg/kg TS im Klärschlamm. Hanau war 2002/2003 ebenfalls stark belastet.

Die Werte der anderen KKA ohne Fulda und Hanau bewegen sich zwischen 85,6 (Rodgau) und 250,1 µg/kg TS (Dietzenbach) im Belebtschlamm sowie zwischen 140,8 und 593,7 µg/kg TS (Dietzenbach) im Klärschlamm. Die Mittelwerte aller KKA ohne Fulda und Hanau betragen für den Belebtschlamm 164,5 µg/kg TS und für den Klärschlamm 224,9 µg/kg TS.

Die Mittelwerte der „zusätzlichen“ KKA liegen mit 147,4 µg/kg TS im Belebtschlamm und 249,8 µg/kg TS im Klärschlamm in der Größenordnung jener für die „alten“ KKA ohne die stark belasteten KKA Fulda und Hanau (179,1 res-pektive 203,5 µg/kg TS).

Die Mittelwerte für die PBDE-Gesamtbelastung des Klärschlamms betrugen 2002/2003 654 bzw. 591 µg/kg TS. Dieser Mittelwert ist 2010 mit 1.453 µg/kg TS deutlich höher. Bei Nichtberücksichtigung der 2010 extrem belasteten Schlämme der KKA Fulda liegt der MW dagegen bei knapp 499 µg/kg TS, also unter jenen für 2002 und für 2003.

Tabelle 08/4 fasst die Summenwerte für PBDE-Gruppen im Belebt- und Klärschlamm 2010 und deren jeweiligen Anteil an der PBDE-Gesamtbelastung zusammen.

Tab. 08/4: PBDE im Belebt- und Klärschlamm von 15 KKA 2010 (µg/kg TS), Anteil der PBDE-Gruppen am Gesamtgehalt Parameter Summe 2010 (µg/kg TS) Anteil am Gesamtgehalt (%)

Belebtschlamm Klärschlamm Belebtschlamm Klärschlamm

Tri-BDE 10,49 11,19 0,1 0,1

Tetra-BDE 213,72 249,37 1,9 1,1

Penta-BDE 258,15 299,70 2,2 1,4

Hexa-BDE 44,60 63,25 0,4 0,3

Hepta-BDE 25,31 42,97 0,2 0,2

Octa-BDE 74,06 159,54 0,6 0,7

Nona-BDE 1.238,93 1.987,60 10,8 9,1

Deca-BDE 9.623,65 18.963,00 83,8 87,1

PBDE Gesamt 11.488,91 21.776,62 100,0 100,0

Der Anteil von Deca-BDE ist 2010 mit 84 Prozent (BS) bzw. 87 Prozent (KS) Anteil wesentlich höher als 2002/2003 (vgl. Tab. 08/1), der Penta-Anteil dagegen mit etwa 2 Prozent wesentlich geringer (2002/2003: ca. 14 Prozent). Der Nona-Anteil ist da-gegen etwa gleich geblieben (2010 knapp 10 Prozent, 2002/2003 ca. 8 Prozent). Penta- und Octa-BDE wurden 2003 verboten (2003/11 EG). Das auch Deca-BDE ab 2006 betreffende Verwendungsverbot für den bedeutenden Einsatzbereich der Elekt-ro- und Elektronik-Geräte durch die RoHS-Richtlinie (2002) wurde zeitweilig aufge-hoben und ist erst seit 2008 wieder in Kraft. Der vorstehende Vergleich der Mittelwerte sowie der Anteils-Vergleich für 2010 zu 2002/2003 deutet auf einen verbotsbedingten Rückgang der Emissionen von Penta-BDE und zugleich auf einen in den zurückliegenden Jahren noch weitgehend unge-brochenen Trend beim Einsatz des mengenmäßig dominierenden Deca-BDE hin.

62

Belebtschlämme KKA:

Tab. 08/5: PBDE im Belebtschlamm von 15 KKA 2010 (µg/kg TS) Parameter Spanne 2010 Mittelwert 2010 KKA mit Höchstbelastung

Tri-BDE 0,38-1,25 0,700 Darmstadt

Tetra-BDE 6,57-25,58 14,25 Limburg

Penta-BDE 9,31-32,95 17,21 Limburg

Hexa-BDE 1,27-5,31 2,97 Limburg

Hepta-BDE 0,57-3,10 1,69 Darmstadt

Octa-BDE 0,00-29,53 4,94 Hanau

Nona-BDE 8,19-645-22 82,60 Fulda

Deca-BDE 58,02-5170,00 641,58 Fulda

PBDE gesamt 85,60-5855,66 765,90 Fulda

Der Mittelwert der PBDE-Gesamtbelastung im Belebtschlamm der 15 KKA (Tab. 08/5) beträgt für 2010 766 µg/kg TS. Es war schon darauf hingewiesen worden, dass bei Nichtberücksichtigung der stark belasteten KKA Fulda dieser Mittelwert auf 402 µg/kg TS sinkt, bei zusätzlicher Berücksichtigung der ebenfalls hochbelasteten KKA Hanau auf 179 µg/kg TS (vgl. Tab. 08/3).

Klärschlämme KKA:

Tab. 08/6: PBDE im Klärschlamm von 15 KKA 2010 (µg/kg TS) Parameter Spanne 2010 Mittelwert 2010 KKA mit Höchstbelastung

Tri-BDE 0,21-1,34 0,75 Darmstadt

Tetra-BDE 8,01-21,66 16,62 Wiesbaden

Penta-BDE 10,48-35,58 19,98 Dietzenbach

Hexa-BDE 1,81-7,69 4,22 Darmstadt

Hepta-BDE 0,86-5,96 2,86 Limburg

Octa-BDE 1,01-38,77 10,64 Hanau

Nona-BDE 9,26-1137,51 132,51 Fulda

Deca-BDE 91,6-13600,00 1.264,00 Fulda

PBDE gesamt 140,84-14.816,38 1.453,21 Fulda

Im Klärschlamm zeigt sich das gleiche Bild (Tab. 08/6). Es dominiert die Belastung mit Deca-BDE, Fulda ist die am stärksten belastete KKA. Der für die KKA Fulda ge-messene Wert ist im Vergleich zu 2002/2003 – wie dargelegt – sehr hoch. Ohne die KKA Fulda beträgt der MW aller Kläranlagen 498,70 µg/kg TS, inklusive Fulda dage-gen das Dreifache.


Die IKA weisen im Vergleich zu den KKA wesentlich niedrigere Belastungswerte auf (Tab. 08/7). Gemessen am Mittelwert für alle KKA erreichen sie im Maximum 15 Pro-zent der Belastung der KKA. Dies entspricht in etwa den Verhältnissen 2002/2003 (s.o.). Die Tabelle lässt auch erkennen, dass die Belastung der einzelnen IKA durch-aus unterschiedlich ist. Der Streuungsfaktor ist jedoch geringer als bei den KKA (Streuungsfaktor im Klärschlamm: IKA 21, KKA 105). Gering belastet sind I11 und I41 im Belebtschlamm I11, I13 und I12 im Klärschlamm. Die höchsten PBDE-Belastungen im Klärschlamm weisen I21 und I31 auf. Auch dies entspricht den Wer-

63

ten, wie sie für 2002/2003 bestimmt wurden. Jedoch waren 2002/2003 die Gesamt-belastungen wesentlich größer als 2010.

Tab. 08/7: PBDE-Gehalt im Belebt- und Klärschlamm von 6 IKA 2010

Industrielle Kläranla-ge

Konzentration (Summe der PBDE) (µg/kg TS) Belastungs-

vergleich KS/BS (%) Belebtschlamm Klärschlamm

I21 80,60 98,58 122,3

I13 38,98 4,74 12,2

I11 3,25 12,48 384,0

I31 42,03 86,33 205,4

I41 0,00 52,51 -

I12 12,98 23,45 180,6

Belebtschlämme IKA: Im Belebtschlamm der IKA (Tab. 08/8) sind die PBDE entweder nicht nachweisbar oder treten nur in niedriger Konzentration (<1 µg/kg TS) auf. Höhere Belastungen (bis 8 µg/kg TS) betreffen die IKA I21, I31 und I12 und I13, beim quantitativ dominie-renden Deca-BDE auch I11 und I13.

Tab. 08/8: PBDE im Belebtschlamm von 6 IKA 2010 (µg/kg TS) Parameter Geringe Belastung Mittlere Belastung Hohe Belastung

Tri-BDE nn-0,06 (I21, I13, I11, I31, I41, I12)

- -

Tetra-BDE nn-0,86 (I13, I11, I41, I12)

1,85-1,89 (I21, I31)

-

Penta-BDE nn-0,42 (I13, I11, I41)

1,12-2,94 (I21, I31, I12)

-

Hexa-BDE nn-0,93 (I21, I13, I11, I31, I41, I12)

- -

Hepta-BDE nn-0,72 (I21, I13, I11, I31, I41, I12)

- -

Octa-BDE nn-0,24 (I21, I13, I11, I41, I12)

1,49 (I31)

-

Nona-BDE nn (I11, I41, I12)

3,16-7,94 (I21, I13, I31)

-

Deca-BDE nn (I41)

3,25 (I11)

10,5-68,1 (I21, I13, I31, I12)

Unterstrichen: IKA mit Höchstwert

Klärschlämme IKA: Der Klärschlamm bietet bei etwas höherem Niveau der Belastung grundsätzlich das gleiche Bild (vgl. Tab. 08/9). Höhere Belastungen zeigen insbesondere bei Deca-BDE: I21 und I31, bei Hexa- und Hepta-BDE auch I41.

64

Tab. 8/9: PBDE im Klärschlamm von 6 IKA 2010 (µg/kg TS) Parameter Geringe Belastung Mittlere Belastung Hohe Belastung

Tri-BDE nn-0,09 (I21, I13, I11, I31, I41, I12)

- -

Tetra-BDE nn-0,62 (I13, I11, I41, I12)

3,01-3,57 (I21, I31)

-

Penta-BDE nn-0.78 (I13, I11, I41, I12)

2,49-6,13 (I21, I31)

-

Hexa-BDE nn-0,46 (I21, I13, I11, I12)

1,40-2,16 (I31, I41)

-

Hepta-BDE nn-0,13 (I13, I11, I12)

1,02-2,38 (I21, I31, I41)

-

Octa-BDE nn-0,34 (I21, I13, I11, I41, I12)

2,74 (I31)

-

Nona-BDE nn-0,58 (I13, I11, I12)

8.12-11,32 (I21, I31, I41)

-

Deca-BDE -

4,7-11,7 (I13, I11)

21,5-83,1 (I21, I31, I41, I12)

Unterstrichen: IKA mit Höchstwert


Die Tabellen 08/3 (KKA) und 08/7 (IKA) geben die Daten für einen Vergleich der Be-lastungen im Belebt- und im Klärschlamm. Bei den KKA findet – mit Ausnahme von Eppertshausen und Wiesbaden – stets eine Anreicherung im Klärschlamm statt, im Mittel auf 190 Prozent des Belebtschlamm-Wertes. Die Faktoren sind bei den einzelnen KKA jedoch durchaus unterschiedlich groß und reichen bis zu über 250 Prozent im Falle der KKA Fulda. Bei den erstmals 2010 beprobten KKA ist die Anreicherung etwas schwächer (auf 170 Prozent im Schnitt) als bei den „alten“ KKA (MW 191 Prozent). Bei den IKA findet ebenfalls eine deutliche Anreicherung statt (Ausnahme: I13), die von +22 Prozent bis +284 Prozent reicht.


Für PBDE im Klärschlamm liegen keine zur Bewertung heranziehbaren Zielvorgaben vor. Trend: Gemessen am Mittelwert der Klärschlammbelastung aller kommunalen Klär-anlagen mit PBDE hat sich die PBDE-Belastung im Jahr 2010 gegenüber 2002/2003 mehr als verdoppelt. Wie gezeigt, geht dies jedoch auf die in 2010 mit 14,8 mg/kg TS extrem hohe Belastung der KKA Fulda/Gläserzell zurück. Für alle anderen kommu-nalen Kläranlagen ergibt sich ein Mittelwert, der 2010 um ca. ein Fünftel niedriger ist als 2002/2003. Bei den industriellen Kläranlagen sind die Belastungswerte ebenfalls deutlich zurückgegangen.

65

Kap. 09 Organische Spurenverunreinigungen in den Klär-anlagenabläufen (Wasser)

1. Die 2011 im Ablauf (Wasser) der 15 kommunalen und 6 industriel-len Kläranlagen untersuchten Stoffe

Vom 24. bis 27. Mai 2011 wurden die Abläufe der 15 kommunalen5 und 6 industriel-len Kläranlagen, deren Belebt- und Klärschlämme 2010 untersucht worden waren, auf eine Reihe von im Wasser gelösten organischen Kontaminanten überprüft (Tab. 09/1).

Tab. 09/1: Die 2011 im Ablauf (Wasser) von 15 KKA und 6 IKA analysierten Parameter Stoffgruppe Parameter Davon 2010 im Belebt- und

Klärschlamm beprobt

AOX AOX

Aromatische Koh-lenwasserstoffe

Benzol -

Aliphatische Halo-genkohlenwasser-stoffe

Vinylchlorid, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2,2-Tetrachlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlortrifluorethan, 1,1-Dichlorethan, 1,1-Dichlorethen, 1,2-Dichlorethan, Dichlormethan, Hexachlorethan, Tetrachlorethen, Tetrachlormethan (Tet-rachlorkohlenstoff), Trichlorethen, Trichlormethan (Chloroform), cis-1,2-Dichlorethen, trans-1,2-Dichlorethen

-

Chlorpestizide alpha-Endosulfan, beta-Endosulfan, alpha-HCH, beta-HCH, gamma-HCH (Lindan), delta-HCH, epsilon-HCH

-

Polyzyklische aromatische Koh-lenwasserstoffe (PAK)

Anthracen, Benzo(a)pyren, Benzo(b)fluoranthen, Benzo(g,h,i)perylen, Benzo(k)fluoranthen, Fluoranthen, Indeno(1,2,3-cd)pyren, Naphthalin

Anthracen, Benzo(a)pyren, Benzo(b/j)fluoranthen, Benzo(g,h,i)perylen, Benzo(k)fluoranthen, Fluoranthen, Indeno(1,2,3-cd)pyren, Naphthalin

Phthalate Di-(2-ethylhexyl)phthalat -

Polybromierte Diphenylether

PentaBDE-100, HexaBDE-138, HexaBDE-153, HexaBDE-154, HeptaBDE-183, DecaBDE-209, TriBDE-28, TetraBDE-47, TetraBDE-66, PentaBDE-85, PentaBDE-99

PentaBDE-100, HexaBDE-138, HexaBDE-153, HexaBDE-154, HeptaBDE-183, DecaBDE-209, TriBDE-28, TetraBDE-47, TetraBDE-66, PentaBDE-85, PentaBDE-99

Chlorphenole Pentachlorphenol Pentachlorphenol

Aromatische u.a. Chlorkohlenwas-serstoffe (CKW)

1,2,3-Trichlorbenzol, 1,2,4-Trichlorbenzol, 1,3,5-Trichlorbenzol, Hexachlorbenzol (HCB), Hexachlorbutadien, Pentachlorbenzol

1,2,3-Trichlorbenzol, 1,2,4-Trichlorbenzol, 1,3,5-Trichlorbenzol, Hexachlorbenzol (HCB), Hexachlorbutadien, Pentachlorbenzol

Alkylphenole 4-iso-Nonylphenol, 4-tert.-Oktylphenol, iso-Nonylphenoldiethoxylat, iso-Nonylphenolmonoethoxylat

p-Nonylphenole, p-tert-Octylphenol

5 Die Kläranlage Bad Homburg/Oberes Erlenbachtal wird hier nicht berücksichtigt, da sie im Sample

der Belebt- und Klärschlamm-Untersuchungen 2010 nicht enthalten war.

66

Dinitrophenole Dinoterb, Dinoseb -

Es handelte sich dabei um Parameter, die zumeist auf der Liste der 33 prioritären Stoffe der Wasserrahmenrichtlinie stehen. Daten zur Belastung des im Wasser ent-haltenen Feststoffs (Schwebstoff) liegen nicht vor. Tabelle 09/1 führt zugleich die Parameter an, die 2010 auch im Belebt- bzw. Klär-schlamm der kommunalen und industriellen Kläranlagen analysiert worden waren. Für die Wasserphase liegen bei fast allen Stoffgruppen (Ausnahmen: Aliphatische HKW, Dinitrophenole) Vergleichsdaten aus den Jahren 2002/2003 vor, die im Fol-genden herangezogen werden. Dabei sind Veränderungen der Bestimmungsgrenzen zu beachten.


Nur wenige Parameter waren oberhalb der jeweiligen Bestimmungsgrenze nach-weisbar. Die Bestimmungsgrenzen für die einzelnen Stoffgruppen und Parameter sind in Tabelle 09/2 zusammengestellt.

Tab. 09/2: Bestimmungsgrenzen für die 2011 im Ablauf (Wasser) von 15 KKA und 6 IKA analysierten Parameter Stoffgruppe BG (µg/L)

AOX

Aromatische Kohlenwasserstoffe 0,1

Aliphatische Halogenkohlenwasserstoffe Generell 0,1; Ausnahmen:

Vinylchlorid: 0,05;

1,2 Dichlorethan, Trichlormethan: 0,3;

1,1-Dichlorethen: 1

1,1-Dichlorethan, cis-1,2-Dichlorethen, trans-1,2-Dichlorethen: 5

Dichlormethan: 10

Chlorpestizide 0,025

Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) 0,025

Phthalate 0,5

Polybromierte Diphenylether 0,05

Chlorphenole 0,2

Aromatische u.a. CKW 0,05

Alkylphenole Generell 0,13; Ausnahme:

4-tert-Octylphenol: 0,025

Dinitrophenole 0,5

Die Befunde für die oberhalb der Bestimmungsgrenze nachgewiesenen Parameter und die Kläranlagen, in deren Ablauf sie nachgewiesen wurden, sind in Tabelle 09/3, 09/4 und 09/5 aufgeführt. Als einziger Parameter konnte AOX in allen Abläufen der beprobten Kläranlagen nachgewiesen werden.

67

Bei den kommunalen Kläranlagen (Tab. 09/3) wurden AOX-Werte zwischen 30 (Bad Homburg) und 130 µg/L (Darmstadt) gemessen. Der Mittelwerte aller KKA lag 2011 bei 66,5 µg/L. Die gegenüber 2002/2003 im Jahr 2011 zusätzliche beprobten 6 KKA zeigten im Schnitt eine etwas geringere Belastung (MW 56,5 µg/L), die 9 „alten“ KKA einen etwas höheren Mittelwert (73,2 µg/L).

Im Vergleich zur Stichprobe 2002 war die AOX-Belastung im Kläranlagenablauf 2011 deutlich höher; dies gilt für alle KKA mit Ausnahme von Frankfurt/M.-Sindlingen. Der Mittelwert der „alten“ KKA lag 2002 bei 43,4 µg/L, 2011 bei 73,2 µg/L.

Tab. 09/3: AOX-Gehalt im Ablauf (Wasser) von 15 KKA 2002 und 2011 (µg/L)

Kommunale Kläranlage 2002 2011

Bad Homburg - 30

Oberursel/Weißkirchen - 63

Eppertshausen - 67

Rodgau/Weiskirchen - 77

Heusenstamm - 56

Dietzenbach - 46

Darmstadt, Zentralkläranlage 48 130

Frankfurt am Main / Niederrad/Griesheim 35 57

Frankfurt am Main / Sindlingen, Klärwerk 65 52

Fulda / Gläserzell, Verbandsklärwerk 37 49

Gießen, Margaretenhütte, Südl. Lahn 26 49

Hanau / Nordwest, Gruppenkläranlage* 53 110

Kassel / Wolfsanger, Klärwerk 32 49

Limburg a. d. Lahn / Staffel, Klärwerk 58 83

Wiesbaden / Mitte, Hauptkläranlage 37 80

Mittelwert alle KKA - 66,5

Mittelwert „zusätzliche“ KKA - 56,5

Mittelwert „alte“ KKA 43,4 73,2

Grau unterlegt: „zusätzliche“ KKA, die 2010 erstmals im Belebt- und Klärschlamm beprobt wurden. * Mittelwert einer Doppelmessung

Bei den 6 IKA (Tab. 09/4) lagen die Konzentrationen 2011 im Vergleich zu den KKA insgesamt deutlich höher. Sie bewegten sich zwischen 56 (I31) und 1.910 µg/L (I41; Mittelwert einer Doppelmessung). Eine IKA (I31) war nur gering belas-tet mit einer AOX-Konzentration (56 µg/L) in der Größenordnung der KKA. Drei weitere wiesen mittlere Belastungen auf (140 bis 270 µg/L; I12 sowie I13 und I21). Bei den industriellen Kläranlagen I11 und I41 wurden höhere Wasserwerte gefunden: 640 µg/L (I11) bzw. 1.910 µg/L (I41).

Tab. 09/4: AOX-Gehalt im Ablauf (Wasser) von 6 IKA 2002 und 2011 (µg/L)

Industrielle Kläranlage 2002 2011 2011/2002 (%)

I21 150 270 180,0

I13 470 270 57,4

I11 910 640 70,3

I31 67 56 83,6

I41* 285 1.910 670,2

I12 230 140 60,9

* Mittelwert einer Doppelmessung

68

Bei den industriellen Kläranlagen sind die Belastungen 2011 in vier von sechs Fällen niedriger als 2002 (I11, I12, I13, I31). Bei I21 ist dagegen eine leichte, bei I41 eine starke Erhöhung im AOX-Gehalt festzustellen. I31 erweist sich bei bei-den Stichproben als am geringsten belastet. Dass die AOX-Belastungen der IKA i.d.R. höher sind als die der kommunalen Kläranlagen, galt – in noch etwas aus-geprägterem Maße – auch 2002.

Andere Parameter fanden sich bei den kommunalen Kläranlagen nur in wenigen ausgewählten Fällen (Tab. 09/5):

Benzol bei den KKA Bad Homburg (0,1 mg/L) und Hanau (Doppelmessung, <BG/0,3 µg/L).

Octylphenol bei 5 KKA mit Werten zwischen 0,027 (Limburg) und 0,17 µg/L Ful-da).

Tab. 09/5: Belastung kommunaler Kläranlagenabläufe 2011 mit organischen Spurenverunreinigungen (ohne AOX) (µg/L) Parameter Kläranlage und Belastung (mg/L)

Bad Homburg

Fulda Gießen Hanau Kassel Limburg

Benzol 0,10 - - 0,3/<0,1 - -

4-tert-Octylphenol 0,051 0,17 0,03 - 0,032 0,027

2002/2003 war Benzol bei den 9 KKA im Ablaufwasser bei einer gegenüber 2011 höheren BG von 0,5 µg/L nicht nachweisbar. 4-tert-Oktylphenol konnte bei den KKA 2002 oberhalb der damaligen BG von 0,08 µg/L ebenfalls nicht nachgewie-sen werden; die 2011 gefundenen Octylphenol-Werte liegen jedoch nur in einem Fall (Fulda) über der damaligen BG. (Daten nach HLUG 2009, S. 10/5 und 09/15)

Im Ablauf (Wasser) der industriellen Kläranlagen finden sich bei 5 der 6 IKA ver-schiedene organische Kontaminanten (vgl. Tab 20/6). Bei I12 waren dagegen keine Spurenverunreinigungen oberhalb der jeweiligen BG nachweisbar. Bei I11 waren 5 Parameter nachweisbar, darunter Benzol und Trichlormethan mit Werten von annähernd einem halben bzw. einem µg/L. Bei I13 (3 organische Spu-renstoffe nachweisbar) war 1,2,4-Trichlorbenzol mit einem erhöhten Wert (0,58 µg/L) vertreten. Bei I41 konnte nur 4-tert-Octylphenol nachgewiesen werden, jedoch mit einer Konzentration von annähernd 5 µg/L. Daneben fand sich auch das sonst im Rahmen der Orientierenden Messungen nicht analysierte Pestizid Dinoterb (44,5 µg/L).

Tab. 09/6: Belastung der Kläranlagenabläufe der IKA I11, I13, I21, I31 und I41 2011 mit organischen Spurenverunreinigungen (ohne AOX) Parameter Kläranlage und Belastung (µg/L)

I11 I13 I21 I31 I41

Benzol 0,45 - - - -

Trichlormethan 1,0 0,4 - - -

delta-HCH - - 0,044 - -

Fluoranthen 0,05 - - - -

1,2,3-Trichlorbenzol - 0,05 - - -

1,2,4-Trichlorbenzol 0,08 0,58 - - -

69

4-tert-Octylphenol 0,10 - 0,054 0,027 4,95

Dinoterb - - - - 44,5

Zum Vergleich können die Belastungsdaten aus den Jahren 2002/2003 (Abläufe in-dustrieller Kläranlagen, Wasser) herangezogen werden:

Benzol trat 2002/2003 ebenfalls nur bei I11 mit Werten von 0,4 bzw. 1,3 µg/L auf. (Vgl. HLUG 2009, S. 10/5)

Für Trichlormethan liegen aus den Jahren 2002/2003 keine Vergleichsdaten vor.

Bei I11 (Altlastenstandort) wurden 2003 im Ablauf der Kläranlage sämtliche HCH-Isomeren nachgewiesen; der delta-HCH-Wert belief sich auf 0,12 µg/L. Andern-orts konnten HCH-Isomere nicht nachgewiesen werden. (Vgl. HLUG 2009, S. 05/13)

Die IKA I11 war 2002/2003 im Ablauf (Wasser) ebenfalls noch stärker mit PAK belastet. Fluoranthen trat 2002 und 2003 oberhalb der BG (0,02 bzw. 0,01 µg/L) auf, 2003 mit 0,25 µg/L. Bei den anderen IKA waren PAK nicht nachweisbar. (Vgl. HLUG 2009, S. 07/13)

1,2,3-Trichlorbenzol konnten bei den IKA 2002/2003 nicht nachgewiesen werden; die BG lag mit 0,1-0,5 µg/L allerdings deutlich über der für 2011 (0,05 µg/L). 1,2,4-Trichlorbenzol konnte 2002 bei I12 und I21 mit jeweils 1 µg/L bestimmt wer-den. (Vgl. HLUG 2009, S. 03/13f.)

Bei den Alkylphenolen wurden im Wasser der industriellen Kläranlagen 2002/2003 zwar die polaren Abbauprodukte NP1EC und NP2EC gefunden, je-doch keine anderen Verbindungen. Für 4-tert-Oktylphenol lag die BG bei 0,08 µg/L. Die 2011 nachgewiesenen Werte für 4-tert-Oktylphenol bei I41 (4,95 µg/L) und I11 (0,1 µg/L) liegen über dieser alten BG; die 2011 nachgewiesenen Kon-zentrationen bei I21 und I31 sind mit ca. 0,03 bis 0,05 µg/L dagegen geringer. (Vgl. HLUG 2009, S. 09/14)


4.1 AOX im Kläranlagenablauf

Zur Bewertung können hilfsweise die Zielwerte für Oberflächengewässer von LAWA und IKSE bzw. IKSR in Höhe von 25 bzw. 50 µg/L herangezogen werden (vgl. HLUG 2009: Übers. 6.01.2). Bei den kommunalen Kläranlagen wurden 2011 AOX-Gehalte zwischen 30 und 130 µg/L gemessen. Die Zielvorgabe von 50 µg/L 2011 wurde bei 10 von 15 KKA überschritten, die Zielvorgabe von 25 µg/L dagegen von allen Kläran-lagen (vgl. Tab. 09/3). Bei den industriellen Kläranlagen wurden beide Zielwerte stets überschritten (Spanne: 56 bis 1.910 µg/L, vgl. Tab. 09/4). Trend: Im Vergleich zu 2002 war der AOX-Gehalt in 8 von 9 kommunalen Kläranla-genabläufen 2011 größer als 2002, nur in einem Fall geringer. Der Mittelwert für die-se 2002 und 2011 beprobten KKA-Abläufe stieg von 43,4 µg/L auf 73,2 µg/L (vgl. Tab. 09/3). Bei den 2011 erstmals beprobten KKA-Abläufe wurde mit im Durchschnitt 56,5 µg/L AOX eine etwas schwächere AOX-Belastung festgestellt. Bei den industriellen Kläranlagen nahm die AOX-Konzentration in 4 Fällen ab. Sie stieg in 2 Fällen (darunter bei I41 um mehr als das Sechsfache; vgl. Tab. 09/4).

70

4.2 Sonstige organische Spurenverunreinigungen im Kläranlagenablauf

Sonstige organische Spurenverunreinigungen konnten 2011 wie dargestellt nur in Einzelfällen nachgewiesen werden (Tab. 09/5 und Tab. 09/6). Die für Benzol vorliegenden Zielwerte für Oberflächengewässer betragen 10 bzw. 2 µg/L (UQN prioritäre Stoffe WRRL 2008 bzw. IKSR; vgl. HLUG 2009: Übers. 6.10.2). Nur bei zwei kommunalen Kläranlagen wurde Benzol gefunden, jedoch in deutlich niedrigerer Konzentration (max. 0,3 µg/L). Eine Trendaussage ist für die kommuna-len Kläranlagen nicht möglich (2002/2003 war Benzol bei höherer BG nicht nach-weisbar). Bei den industriellen Kläranlagen liegt der für 2011 einzige Nachweis von Benzol im Ablauf von I11 ebenfalls unter den o.a. Zielwerten. Die Größenordnung entspricht der von 2002/2003. Die Zielvorgabe für Octylphenol in Oberflächengewässern von 0,1 µg/L (HLUG 2009: Übers. 6.09.2) wurde mit 0,17 µg/L nur bei einer der 5 von 15 kommunalen Kläranla-ge, bei denen Octylphenol gefunden wurde, überschritten (vgl. Tab. 09/5). Bei 2 der 6 industriellen Kläranlagen fand sich Octylphenol: einmal in Höhe und einmal ober-halb der Zielvorgabe (knapp 5 µg/L; Tab. 09/6). Eine Trendaussage ist bei den Alkyl-phenolen nicht möglich, da sie 2002/2003 wg. höherer BG in den kommunalen und industriellen Kläranlagenabläufen nicht gefunden wurden. Alle anderen Einzelfunde betreffen nur industrielle Kläranlagen (vgl. Tab. 09/6). Über-schreitungen von Zielvorgaben für Oberflächengewässer, die hilfsweise zur Bewertung angeführt werden können, gab es nur in wenigen Fällen:

einmal bei Hexaclorcyklohexan (geringfügige Überschreitung der Zielvorgabe von 0,02 µg/L; UQN Prioritäre Stoffe WRRL 2008 – vgl. HLUG 2009: Übers. 6.05.2);

einmal bei Trichlormethan (Überschreitung der Zielvorgaben von LAWA und IKSE in Höhe von 0,8 µg/L bzw. von IKSR in Höhe von 0,6 µg/L – vgl. HLUG 2009: Übers. 6.15.2);

einmal bei Fluoranthen (Überschreitung der Zielvorgabe von 0,025 µg/L (VO-WRRL, vgl. HLUG 2009: Übers. 6.07.2);

einmal bei den Trichlorbenzolen (geringfügige Überschreitung des Zielwerts von 0,4 µg/L für die Summe aller drei Trichlorbenzole; UQN Prioritäre Stoffe WRRL 2008 – vgl. HLUG 2009: Übers. 6.03.3).

Trenddaten: Soweit PAK und HCH nachgewiesen werden konnten, waren die Kon-zentrationen 2011 niedriger als 2002/2003. In anderen Fällen sind keine Trendaus-sagen möglich, weil Vergleichsdaten fehlen (höhere BG in 2002/2003).

71

Kap. 10: Schwebstoffbelastung mit PCB, PAK und Zinnorganika in den Vorflutern der kommunalen Kläranla-gen Bad Homburg und Eppertshausen und der Beitrag der beiden Kläranlagen Zur näheren Klärung potentieller Quellen der Gewässerbelastung mit organischen Spurenverunreinigungen (PCB, PAK und Zinnorganika) in den beiden Bächen Eschbach und Hegwaldbach wurden beide Gewässer vor und nach den anliegenden KKA Bad Homburg (Eschbach) und Eppertshausen (Hegwaldbach) auf Belastung des Schwebstoffs mit den genannten Spurenstoffen untersucht. In den Jahren 2009, 2010 und 2011 wurden an den Messstellen 694 und 198 (vor/nach KKA Bad Hom-burg) und 236 und 695 (vor und nach KKA Eppertshausen) entsprechende Proben genommen.

1. Schwebstoffbelastung im Vorfluter vor und nach KKA-Ablau

Die Tabellen 10/1 bis 10/6 geben die jeweiligen Schwebstoff-Belastungen mit PCB (Tab. 10/1; Tab. 10/4), PAK (Tab. 10/2, Tab. 10/5) und Zinnorganika (Tab. 10/3 und Tab. 10/6) wieder. Verglichen wird jeweils der Belastungsgrad des Schwebstoffs mit dem jeweiligen Spurenstoff an der Messstelle vor und nach der entsprechenden KKA. Die Schwebstoffbelastung nach KKA wird in Prozent der Schwebstoffbelastung im Gewässer vor der KKA angegeben (jeweils letzte Spalte der genannten Tabellen).

1.1. Anmerkung zum Vergleich der Schwebstoffbelastung vor und nach KKA-Ablauf

Die Höhe der Schwebstoffbelastung pro kg TS wird vor Kläranlage und nach dem KKA-Ablauf bestimmt. Der Schwebstoff im Gewässer nach KKA-Ablauf besteht aus zwei „Fraktionen“: dem bereits im Gewässer vor dem KKA-Ablauf vorhandenen Schwebstoff („alte“ Fraktion) und dem zusätzlich durch den KKA-Ablauf eingetrage-nen Schwebstoff („neue“ Fraktion). Beide „Fraktionen“ sollten eine mehr oder weni-ger unterschiedliche Schadstoffbelastung haben. Aus der Mischung der beiden Frak-tionen resultiert die Höhe der nach KKA-Ablauf gemessenen Schwebstoffbelastung. Die Belastung des Schwebstoffs vor KKA-Ablauf ergibt sich aus den unterschiedli-chen, oberhalb der Messstelle vor KKA liegenden Eintragsquellen. Zu diesem bereits im Vorfluter befindlichen Schwebstoff kommt der mit dem jeweiligen KKA-Ablauf ein-getragene Schwebstoff hinzu, dessen spezifische Belastungshöhe sich aus der Diffe-renz von Kläranlageneintrag und Schadstoffelimination in der Kläranlage ergibt. Wird nach KKA eine Schadstoffbelastung pro kg TS festgestellt, die von jener ab-weicht, die oberhalb der KKA gemessen wurde, so sollte hierfür – unter Absehung von allen anderen möglichen Eintragsquellen wie Regenüberlaufbecken, Abfluss von Straßen oder Uferböschungen, Zulauf aus Kleingewässern etc., die sich zwischen den Messstellen oberhalb und unterhalb der KKA befinden können – der Schwebstoffein-trag aus der KKA verantwortlich sein. Die Höhe der Schwebstoffbelastung im Ablauf der beiden KKA Bad Homburg und Eppertshausen ist jedoch nicht bekannt.

72

Die Veränderung des Belastungswertes durch den KKA-Ablauf ergibt sich aus der Menge an eingetragenem Schwebstoff und dessen Belastungshöhe. Von der Menge des eingetragenen Schwebstoffes hängt die quantitative Zusammensetzung der Schwebstoffprobe nach KKA aus Schwebstoff der „alten“ und der „neuen“ Fraktion ab. Je stärker oder schwächer der aus dem KKA-Ablauf stammende Schwebstoff belastet ist, desto mehr trägt er zur Erhöhung oder Minderung der Schwebstoffbelastung nach KKA bei.

1.2 Gibt es eine Korrelation zwischen Klärschlamm- und Schwebstoff-Belastung bei PCB, PAK und Zinnorganika?

Für die Interpretation der Schwebstoff-Daten vor und nach KKA-Ablauf wäre eine Kenntnis der Höhe der Schwebstoffbelastung im Ablauf der KKA äußerst nützlich. Hierzu liegen jedoch keine Messdaten vor. Daher ist zu fragen, ob zumindest ein all-gemeiner Rückschluss von der Höhe der Klärschlammbelastung, wie sie für PCB, PAK und Zinnorganika in den vorstehenden Kapiteln bei den jeweiligen KKA festge-stellt wurde, auf die Belastungshöhe im Schwebstoff des jeweiligen KKA-Ablaufs möglich ist. In HLUG 2009 wurden für die Jahre 2002 und 2003 Klärschlammbelastungen und die Belastungen im Schwebstoff für dieselben KKA überprüft. Hatten die KKA mit einer überdurchschnittlich hohen Belastung im Klärschlamm (>MW aller KKA) auch eine überdurchschnittlich hohe Belastung beim Schwebstoff?

Bei PCB ergab sich keine eindeutige, nur eine eher schwache Korrelation zwischen einer überdurchschnittlich hohen Belastung im Klärschlamm und einer überdurch-schnittlich hohen Belastung im Schwebstoff. Von drei KKA mit PCB-Gehalten im Klärschlamm >MW aller KKA hatten zwei auch eine Schwebstoffbelastung, die größer als im Durchschnitt war, eine dagegen eine kleinere. Von vier KKA mit ei-ner überdurchschnittlich hohen Belastung im Schwebstoff wiesen zwei eine un-terdurchschnittliche Belastung und zwei eine überdurchschnittliche Belastung im Klärschlamm auf. (HLUG 2009, S. 02/14 f., Vergleich der Tabellen 6.02.7 und 6.02.9)

Bei den PAK stellt die Studie dagegen fest, dass „die KA mit niedrigen Schweb-stoffwerten i.d.R. auch niedrige Klärschlammwerte auf[weisen], während die im Schwebstoff stärker belasteten KA dies auch beim Schlamm sind.“ (HLUG 2009, S. 07/15)

Bei den Zinnorganika ist der Zusammenhang wiederum nicht eindeutig. Während beim Schwebstoff 2002/2003 in beiden Jahren die Kläranlagen in Darmstadt, Gießen und Limburg Belastungen >MW aller KKA zeigten, waren dies beim Klär-schlamm andere Kläranlagen, nämlich Frankfurt/M.-Niederrad, Kassel und Lim-burg sowie Fulda (HLUG 2009, S. 08/18 und 08/22 und Tab. 6.08.9 und 6.08.12).

Fazit: Aus der Höhe der Klärschlammbelastung kann also nicht zwingend auf eine gleichgerichtete Tendenz beim Schwebstoff geschlossen werden. Dies war nur bei PAK eindeutig, bei PCB und Zinnorganika galt dies nur zum Teil.

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2. Die Belastung im Eschbach und der potentielle Beitrag der KKA Bad Homburg

In den nachstehenden Tabellen 10/1 bis 10/3 wird die Schwebstoffbelastung an den beiden Messstellen 694 und 198 vor und nach Ablauf der KKA Bad Homburg wie-dergegeben. Die Tabellen ergeben im Einzelnen: Bei PCB (Tab. 10/1) ist die Schwebstoffbelastung im Gewässer nach KKA regelmä-ßig geringer als an der Messstelle vor KKA-Ablauf. Die Belastungshöhe nach Ablauf bewegt sich zwischen 33 und 90 Prozent der Belastung vor Ablauf. Der Mittelwert beträgt etwas über 51 Prozent. Hier ist anzunehmen, dass der von der KKA Bad Homburg eingetragene Schwebstoff eine geringere Belastung mit PCB hat als der bereits im Vorfluter befindliche Schwebstoff. Die KKA Bad Homburg weist im Belebt- und Klärschlamm zwar die höchste PCB-Belastung der im Jahr 2010 „neu“ beprobten KKA aus, für die PCB-Daten vorliegen (vgl. Tab. 02/1). Insgesamt ist dies mit 94,1 µg/kg TS (DIN-PCB) und 12,3 µg/kg TS (WHO-PCB) jedoch eine eher schwache Belastung, wie der Vergleich mit den Daten für 10 KKA aus dem Jahre 2002 zeigt, bei denen die DIN-PCB-Werte zwischen 69 und 230 µg/kg TS lagen (vgl. Kap. 2, Abschnitt 3.1).

Tab. 10/1: Summe PCB im Schwebstoff (Eschbach) vor und nach der KKA Bad Homburg

Messstelle 694 (vor Bad H.) Messstelle 198 (nach Bad H.) Konzentrationsverhältnis Messst. 198/ Messst. 694

(%) Beprobungs-Datum


Beprobungs-Datum


24.11.2009 k,A, 24.11.2009 k.A.

01.03.2010 41,72 01.03.2010 37,66 90,3

06.05.2010 189,87 20.09.2010 63,20 33,3

04.04.2011 101,92 21.03.2011 43,97 43,1

07.06.2011 102,27 06.06.2011 47,65 46,6

25.08.2011 89,75 30.08.2011 77,90 86,8

MW 105,106 54,076 51,4

Bei den EPA-PAK (Tab. 10/2) zeigt sich eine ähnliche Tendenz wie bei PCB. Bei der Mehrzahl der Messbefunde ist die Schwebstoffbelastung nach KKA-Ablauf geringer als vorher. Im Mittel erreicht sie nach KKA-Ablauf nur 80 Prozent der Belastung vor KKA-Ablauf. Hier ist gleichermaßen anzunehmen, dass die Hauptbelastungsquellen mit PAK oberhalb der Kläranlagen Bad Homburg liegen. Im Belebt- und Klärschlamm weist die KKA Bad Homburg eine unterdurchschnittliche Belastung auf. Der PAK-Gehalt liegt hier unter dem Mittelwert für alle KKA, unter

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dem Mittelwert für alle KKA ohne die hoch belastete KKA Gießen und unter dem Mit-telwert der insgesamt schwächer belasteten „zusätzlichen“ KKA (vgl. Tab. 05/1).

Tab. 10/2: Summe EPA-PAK im Schwebstoff (Eschbach) vor und nach der KKA Bad Homburg

Messstelle 694 (vor Bad H.) Messstelle 198 (nach Bad H.) Konzentrationsverhältnis Messst. 198/Messst. 694



Beprobungs-Datum


24.11.2009 14680,11 05.10.2009 5613,82 38,2

01.03.2010 6089,33 01.03.2010 5894,86 96,8

06.05.2010 9544,92 06.05.2010 11491,84 120,4

n.v. 18.08.2010 (7329,75)

n.v. 20.09.2010 (7460,51)

04.04.2011 7417,90 21.03.2011 4386,73 59,1

07.06.2011 10415,40 06.06.2011 5450,35 52,3

25.08.2011 11674,22 30.08.2011 14518,53 124,4

MW 9970,31 7892,69 79,2

Bei den Zinnorganika ist die Schwebstoffbelastung nach dem Zulauf der KKA Bad Homburg dagegen fast immer größer als an der Messstelle vor dem KKA-Ablauf (Tab. 10/3). Der Mittelwert der Belastung nach Zulauf beträgt hier knapp 150 Prozent der Belastung vor der KKA. Insofern ist anzunehmen, dass der im Ablauf der Kläran-lage befindliche Schwebstoff mehr oder weniger stärker belastet ist als der bereits im Vorfluter befindliche, aus vorgelagerten Quellen stammende Schwebstoff. Hierzu passt der Befund, dass Bad Homburg 2010 von allen KKA im Klärschlamm die höchste Belastung mit Zinnorganika aufweist (Tab. 06/1): Der Belastungswert beträgt für die KKA Bad Homburg 574 µg/kg TS. Der Mittelwert für alle KKA liegt bei 362 µg/kg TS.

Tab. 10/3: Summe Zinnorganika im Schwebstoff (Eschbach) vor und nach der KKA Bad Homburg

Messstelle 694 (vor Bad H.) Messstelle 198 (nach Bad H.) Konzentrationsverhältnis Messst. 198/Messst. 694



Beprobungs-Datum


24.11.2009 53,9 05.10.2009 120,8 224,2

01.03.2010 29,8 01.03.2010 50,8 170,6

06.05.2010 71,9 06.05.2010 55,4 77,0

04.04.2011 68,5 21.03.2011 139,3 203,4

07.06.2011 114,5 06.06.2011 169,7 148,2

25.08.2011 139,2 30.08.2011 173,5 124,6

MW 79,6 118,2 148,5

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3. Die Belastung im Hegwaldbach und der potentielle Beitrag der KKA Eppertshausen

In den nachstehenden Tabellen 10/4 bis 10/6 wird die Schwebstoffbelastung an den beiden Messstellen 695 und 236 vor und nach Ablauf der KKA Eppertshausen wie-dergegeben. Bei PCB zeigt sich eine starke Erhöhung der Schwebstoffbelastung nach dem Ablauf der KKA Eppertshausen (Tab. 10/4). Dies gilt für alle Messproben. Die Belastung steigt auf 192 bis über 310 Prozent des Ausgangswertes. Der Mittelwert liegt bei 230 Prozent, was mehr als eine Verdoppelung der Belastung bedeutet. Es ist insofern eine deutliche Zusatzbelastung durch die Kläranlage anzunehmen. Für Eppertshausen liegen keine Daten zur Klärschlammbelastung mit PCB vor.

Tab. 10/4: Summe PCB im Schwebstoff (Hegwaldbach) vor und nach der KKA Eppertshausen

Messstelle 695 (vor Eppertshausen)

Messstelle 236 (nach Eppertshausen) Konzentrationsverhältnis

Messst. 198/Messst. 694 (%) Beprobungs-

Datum Konzentration

(µg/kg TS) Beprobungs-

Datum Konzentration

(µg/kg TS)

29.04.2009 k.A. 29.04.2009 k.A.

24.03.2010 16,55 18.03.2010 35,64 215,3

27.05.2010 31,96 23.06.2010 61,59 192,7

09.02.2011 21,98 09.02.2011 68,69 312,5

11.05.2011 29,00 10.05.2011 65,76 226,8

05.09.2011 39,39 n.v. n.v.

MW 24,87 57,92 232,9

n.v. nicht vorhanden (es fand keine Beprobung statt)

Tab. 10/5: Summe EPA-PAK im Schwebstoff (Hegwaldbach) vor und nach der KKA Eppertshausen


Messstelle 236 (nach Eppertshausen) Konzentrationsverhältnis

Messst. 236/Messst. 695 (%) Beprobungs-

Datum Konzentration

(µg/kg TS) Beprobungs-

Datum Konzentration

(µg/kg TS)

29.04.2009 1.960,35 20.04.2009 2.035,86 103,9

24.03.2010 2.173,01 18.03.2010 1.479,46 68,1

27.05.2010 1.784,35 23.06.2010 2.104,18 117,9

09.02.2011 1.910,62 09.02.2011 2.297,15 120,2

11.05.2011 1.248,06 10.05.2011 1.967,05 157,6

05.09.2011 3.423,43 05.09.2011 1.631,48 47,7

MW 2.083,30 1.919,20 92,1

Bei den EPA-PAK (Tab. 10/5) ist die Schwebstoffbelastung nach Kläranlage dage-gen im Schnitt geringfügig niedriger als vor der Kläranlage. Der aus der Kläranlage

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im Ablauf freigesetzte Schwebstoff weist also vermutlich eine geringere PAK-Belastung auf als der sich schon im Gewässer vor der Kläranlage befindliche Schwebstoff. Allerdings zeigt sich bei vier der sechs hier zu vergleichenden Mess-probenpaare eine höhere PAK-Konzentration im Schwebstoff nach KA-Ablauf. Im Mittel wird dies durch die deutlich niedrigeren Werte bei den beiden anderen Proben mehr als ausgeglichen. Auch für PAK liegen keine Klärschlammdaten von der KKA Eppertshausen vor. Bei den Zinnorganika ist dagegen wieder ein starker Anstieg der Schwebstoffbelas-tung nach Kläranlagenablauf zu beobachten. Dies gilt für alle Stichproben. Die Höhe der Schwebstoffbelastung nach KA-Ablauf liegt bei 162 bis 547 Prozent der Schweb-stoffbelastung im Gewässer vor Kläranlage. Der Mittelwert beträgt 284 Prozent. Der Klärschlamm weist in Eppertshausen eine hohe Belastung mit Zinnorganika auf (425 µg/kg TS bei einem Mittelwert aller KKA von 362 µg/kg TS; Tab. 06/1). Es ist insofern anzunehmen, dass die Kläranlage eine deutliche Punktquelle der Belastung mit Zinnorganika für den Hegwaldbach darstellt.

Tab. 10/6: Summe Zinnorganika im Schwebstoff (Hegwaldbach) vor und nach der KKA Eppertshausen


Messstelle 236 (nach Eppertshausen)

Konzentrationsverhältnis Messst. 236/Messst. 695



Beprobungs-Datum


29.04.2009 71,5 29.04.2009 366,2 512,1

24.03.2010 48,2 18.03.2010 164,4 340,8

27.05.2010 181,0 29.04.2010 293,0 161,9

09.02.2011 61,0 09.02.2011 333,7 547,0

11.05.2011 118,3 10.05.2011 274,9 232,4

05.09.2011 108,0 05.09.2011 239,0 221,3

MW 98,0 278,5 284,2

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Auswertung zur Untersuchung von organischen ... · 2002/2003 und 2010 nicht immer direkt vergleichbar sind (die Untersuchungssamp-les unterscheiden sich z.T.). Auf Basis der Mittelwerte